DE60318983T2

DE60318983T2 - Strahlteiler und Farbvideoprojektor der diesen benutzt

Info

Publication number: DE60318983T2
Application number: DE60318983T
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: 2002-12-21
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2023-12-23
Also published as: EP1793621B1; EP1793621A2; DE60318983D1; DE60335499D1; EP1793621A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlteiler und einen Videoprojektor, der einen Strahlteiler verwendet.
Projektionssysteme werden in Projektionssysteme mit drei Platten und Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte gemäß der Anzahl von Lichtventilen klassifiziert, die eine Abbildung erzeugen, indem sie die An-/Aus-Betätigung von Licht, das von einer Hochleistungslampe pixelweise abgestrahlt wird, steuern. Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte können ein kleineres optisches System als die Projektionssysteme mit drei Platten aufweisen, sie stellen jedoch eine optische Effizienz bereit, die 1/3 der von Projektionssystemen mit drei Platten entspricht, da rote, grüne und blaue Farben, in die weißes Licht aufgeteilt wird, sequenziell verwendet werden. Dementsprechend wurden Versuche dahingehend unternommen, die optische Effizienz von Projektionssystemen mit einer einzelnen Platte zu verbessern.
In einem allgemeinen Projektionssystem mit einer einzelnen Platte wird Licht, das von einer Quelle weißen Lichtes abgestrahlt wird, unter Verwendung eines Farbfilters in rote, grüne und blaue Farbe aufgeteilt, und die drei Farben werden sequenziell zu einem Lichtventil übertragen. Das Lichtventil arbeitet ordnungsgemäß gemäß der Sequenz der empfangenden Farben und erzeugt Abbildungen. Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, verwendet ein Optiksystem mit einer einzelnen Platte Farben sequenziell, so dass die Lichteffizienz auf ein Drittel der Lichteffizienz eines Optiksystems mit drei Platten reduziert wird. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Scrolling-Verfahren vorgeschlagen. In einem Verfahren zum Scrollen von Farben wird weißes Licht in rote, grüne und blaue Farbe aufgeteilt, und die drei Farben werden an unterschiedliche Stellen auf einem Lichtventil übertragen. Da eine Abbildung erst dann erzeugt werden kann, wenn alle der roten, der grünen und der blauen Farbe für jedes Pixel das Lichtventil erreicht haben, werden in einem besonderen Verfahren farbige Querstriche mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt.
In einem herkömmlichen Scrolling-Projektionssystem mit einer Platte passiert, wie dies in 1 dargestellt ist, weißes Licht, das von einer Quelle für weißes Licht 100 abgestrahlt wird, eine erste und zweite Linsenanordnung 102 und 104 sowie eine polarisierte Strahlteileranordnung 105 und wird durch erste bis vierte dichroitische Prismen 109, 112, 122 und 139 in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen aufgeteilt. Genauer gesagt bedeutet dies, dass der rote Lichtstrahl R und der grüne Lichtstrahl G beispielsweise durch das erste dichroitische Filter 109 übertragen werden, und entlang eines ersten Lichtweges I1 weitergebracht werden, während der blaue Lichtstrahl B durch das erste dichroitische Filter 109 reflektiert wird und entlang eines zweiten Lichtweges I2 weitergebracht wird. Der rote Lichtstrahl R und der grüne Lichtstrahl G auf dem ersten Lichtweg I1 werden durch das zweite dichroitische Filter 112 aufgeteilt. Das zweite dichroitische Filter 112 überträgt den roten Lichtstrahl R entlang des ersten Lichtweges I1 und reflektiert den grünen Lichtstrahl G entlang eines dritten Lichtweges I3.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, wird das von der Lichtquelle 110 abgestrahlte Licht in den roten Lichtstrahl R, den grünen Lichtstrahl G und den blauen Lichtstrahl B aufgeteilt, und während sie die entsprechenden ersten bis dritten Prismen 114, 133 und 142 passieren, werden sie abgetastet. Die ersten bis dritten Prismen 114, 135 und 142 sind jeweils in dem ersten bis dritten Lichtweg I1, I2 und I3 angeordnet und drehen sich bei einer gleichmäßigen Geschwindigkeit, so dass die roten, die grünen und die blauen Farb-Querstriche abgetastet werden. Der grüne Lichtstrahl G und der blaue Lichtstrahl B, die jeweils entlang des zweiten und des dritten Lichtweges I2 und I3 weitergebracht werden, werden jeweils durch das dritte dichroitische Filter 139 übertragen und reflektiert und anschließend kombiniert. Abschließend werden die roten, die grünen und die blauen Lichtstrahlen durch das vierte dichroitische Filter 122 gebündelt. Der gebündelte Strahl wird durch einen polarisierten Strahlteiler 127 übertragen und erzeugt unter Verwendung eines Lichtventils 130 eine Abbildung.
Die Abtastung der roten, der grünen und der blauen Farb-Querstriche infolge des Drehens der ersten bis dritten Prismen 115, 135 und 142 ist in 2 dargestellt. Das Scrolling repräsentiert die Bewegung der farbigen Querstriche, die auf der Oberfläche des Lichtventils 130 ausgebildet werden, wenn die Prismen gemäß den Farben synchron gedreht werden.
Das Lichtventil 130 erzeugt eine Abbildung durch Verarbeiten von Abbildungsinformationen, die für jedes Pixel von einem An-/Aus-Signal abhängen. Die erzeugte Abbildung wird durch eine projizierende Linse (nicht dargestellt) vergrößert und landet auf einem Bildschirm.
Da ein solches Verfahren unter Verwendung eines Lichtweges durchgeführt wird, der für jede Farbe vorgesehen ist, muss für jede Farbe eine Lichtweg-Korrekturlinse bereitgestellt werden, und es muss ein Bauteil zum erneuten Aufnehmen von aufgeteilten Lichtstrahlen für jede Farbe bereitgestellt werden. Dementsprechend ist ein optisches System in seinen Abmessungen groß, und der Gewinn wird infolge eines komplizierten Herstellungs- und Montageprozesses geschmälert. Zusätzlich dazu wird ein hohes Maß an Geräusch infolge des Antreibens von drei Motoren zum Drehen der ersten bis dritten Prismen 114, 135 und 142 erzeugt, und die Herstellungskosten eines herkömmlichen Projektionssystems, das das voranstehend beschriebene Verfahren ausführt, werden, verglichen mit einem Farbkreis-Verfahren, das lediglich einen Motor verwendet, erhöht.
Um eine farbige Abbildung unter Verwendung eines Abtastungsverfahrens zu erzeugen, müssen farbige Querstriche, wie diese in 2 dargestellt sind, mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt werden. Das herkömmliche Projektionssystem muss ein Lichtventil mit drei Prismen synchronisieren, um eine Abtastung zu erzielen. Das Steuern der Synchronisation ist jedoch nicht einfach. Darüber hinaus ist, aufgrund der Tatsache, dass die Abtastprismen 114, 135 und 142 kreisförmige Bewegungen ausführen, die Geschwindigkeit der Farbenabtastung durch die drei Abtastungsprismen irregulär, wodurch infolgedessen die Qualität einer Abbildung verschlechtert wird.
Das Dokument WO 00/60397 offenbart ein Farb-Videoprojektionssystem gemäß dem vorcharakterisierenden Abschnitt des angehängten Anspruches 1.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Farb-Videoprojektor bereit, der Folgendes beinhaltet: einen Strahlteiler, der eine Vielzahl von dichroitischen Elementen umfasst, die in einer Linie in einem Lichtweg angeordnet sind, um gemäß der Farbe das Licht selektiv aus dem Lichtweg heraus zu lenken, erste und zweite Fokussierlinsen-Einrichtungen, bewegliche Eingangs- und Ausgangs-Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen, die zwischen den ersten und zweiten Fokussierlinsen-Einrichtungen angeordnet sind, sowie Stellgliedeinrichtungen für das Bewegen der Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen, wobei die erste Fokussierlinse positioniert ist, um das farblich aufgeteilte Licht von dem Strahlteiler zu empfangen und die Betätigung der Stellgliedeinrichtungen eine deutliche Abtastung von im Wesentlichen einfarbigen Querstrichen von dem farblich aufgeteilten Licht von dem Strahlteiler erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von dichroitischen Elementen erste, zweite und dritte dichroitische Prismen beinhaltet, die jeweils erste, zweite und dritte Spiegelebenen aufweisen, die angeordnet sind, um das Licht aufzuteilen, und um das farblich aufgeteilte Licht mit verschiedenen Winkeln weiterzubringen, wobei die erste Spiegelebene bezüglich der Achse des einfallenden Lichts geneigt ist und ein erstes farbiges Licht überträgt, die zweite Spiegelebene bezüglich der Achse des einfallenden Lichts geneigt ist und ein zweites farbiges Licht von dem farbigen Licht reflektiert, das durch das erste dichroitische Prisma übertragen wird, während sie das andere farbige Licht überträgt, die dritte Spiegelebene bezüglich der Achse des einfallenden Lichts geneigt ist und ein drittes farbiges Licht reflektiert, das durch das zweite dichroitische Prisma übertragen wird, und jeweils das Äußere von dem ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prisma wird durch reflektierende Ebenen ausgebildet, die Licht reflektieren, das infolge eines Unterschieds zwischen den Beugungsindizes jeder der reflektierenden Ebenen und der Außenseite mit einem vorgegebenen Winkel einfällt, so dass das einfallende Licht innerhalb des ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismas weiterläuft.
Zusätzliche bevorzugte und optionale Leistungsmerkmale werden in den Ansprüchen 2 bis 14 dargelegt.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Sinne von Beispielen in Bezug auf die 3 bis 29 der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Darstellung der optischen Konfiguration eines herkömmlichen Projektionssystems mit einer Platte, das ein herkömmliches Farb-Beleuchtungssystem, verwendet, ist;
2 illustriert, wie rote, grüne und blaue Farb-Querstriche infolge des Drehens der Prismen, die in 1 dargestellt sind, abgetastet werden;
3 zeigt die optische Konfiguration eines ersten Farb-Beleuchtungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung der optischen Konfiguration der Lichtröhre, die in 3 dargestellt ist;
5 ist eine schematische perspektivische Darstellung der optischen Quelle von 3 und der optischen Konfiguration einer Modifizierung der in 4 dargestellten Lichtröhre;
6 ist eine Draufsicht der in 5 dargestellten Lichtröhre;
7 ist eine Vorderansicht der in 5 dargestellten Lichtröhre;
8 ist eine perspektivische Darstellung, die eine Antriebsquelle und eine Zylinderlinsen-Anordnung zeigt, die als Abtasteinheit in 3 verwendet wird;
9 ist eine Querschnittsdarstellung der in 8 dargestellten Struktur;
Die 10, 11 und 12 sind schematische Darstellungen, die die Funktionsweise des in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystems illustrieren;
13 ist eine schematische Darstellung einer optischen Konfiguration einer Modifizierung des in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystems;
14 ist eine schematische, perspektivische Darstellung der wichtigsten Elemente, die aus 13 entnommen sind;
15 ist eine schematische Darstellung der optischen Konfiguration einer weiteren Modifizierung des in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystems;
16 zeigt die optische Konfiguration eines zweiten Projektionssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die eine Lichtröhre verwendet;
17 ist eine Draufsicht der in 16 dargestellten Lichtröhre;
18 ist eine perspektivische Darstellung einer Modifizierung der in 16 dargestellten Lichtröhre;
19 ist eine Draufsicht der in 18 dargestellten Lichtröhre;
20 ist eine Draufsicht einer weiteren Modifizierung der in 16 dargestellten Lichtröhre;
21A ist eine Vorderansicht einer spiralförmigen Linsenscheibe, die in der Abtasteinheit in dem Projektionssystem verwendet wird, das in 16 dargestellt ist;
21B ist eine perspektivische Darstellung der Abtasteinheit in dem Projektionssystem, das in 16 dargestellt ist;
22 zeigt die Formen der farbigen Querstriche, die durch eine Lichtröhre in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden;
23 zeigt die optische Konfiguration eines dritten Projektionssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
24 ist eine perspektivische Darstellung einer Lichtröhre, die in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
25A ist eine Draufsicht der in 24 dargestellten Lichtröhre;
25B ist eine Vorderansicht der in 24 dargestellten Lichtröhre;
Die 26A und 26B zeigen die Divergenzwinkel eines Strahls durch Simulation, jeweils wenn das Projektionssystem in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine zweite spiralförmige Linsenscheibe nicht beinhaltet, und wenn sie die zweite spiralförmige Linsenscheibe beinhaltet;
Die 27A bis 27C sind Darstellungen zum Erläutern des operativen Effektes der Glasstange, die in dem Projektionssystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
28 ist eine schematische Darstellung der gesamten Konfiguration einer Modifizierung des in 23 dargestellten Projektionssystems; und
29 zeigt eine optische Konfiguration, die durch Ändern der optischen Konfiguration des modifizierten Projektionssystems, das in 28 dargestellt ist, erhalten wurde.
In Bezug auf 3 beinhaltet eine erstes Farb-Beleuchtungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 60, eine Lichtröhre 70, eine erste Fokussierlinse 85 und eine Abtasteinheit 90. Die Lichtröhre 70 teilt das von der Lichtquelle 60 abgestrahlte Licht gemäß einem Wellenlängenbereich auf. Die erste Fokussierlinse 85 fokussiert Strahlen, in die das Licht durch die Lichtröhre aufgeteilt worden ist. Die Abtasteinheit 90 bildet farbige Querstriche aus, indem die Lichtwege der aufgeteilten Lichtstrahlen zu unterschiedlichen Wellenlängenbereichen geändert werden und tastet die einfallenden Lichtstrahlen so ab, dass die farbigen Querstriche periodisches Abtasten durchführen.
Die Lichtquelle 60 erzeugt und emittiert weißes Licht und beinhaltet eine Lampe 61 zum Erzeugen von Licht sowie einen Reflexionsspiegel 63 zum Reflektieren von Licht, das von der Lampe 61 abgestrahlt wird und zum Lenken des Lichtweges des reflektierten Lichtes. Der Reflexionsspiegel 63 kann ein elliptischer Spiegel sein, dessen erster Brennpunkt die Position der Lampe 61 ist, und ein zweiter Brennpunkt ein Punkt ist, an dem das Licht fokussiert wird. Alternativ dazu kann der Reflexionsspiegel 63 ein parabolischer Spiegel sein, der die Lampe 61 als Brennpunkt verwendet, und der so ausgelegt ist, dass die Lichtstrahlen, die von der Lampe 61 abgestrahlt werden und durch den parabolischen Spiegel reflektiert werden, gerichtet werden. Der Reflexionsspiegel 63, der in 3 dargestellt ist, ist ein elliptischer Spiegel.
Die Lichtröhre 70 teilt das einfallende Licht gemäß einem Wellelängenbereich auf und gibt die aufgeteilten Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln aus. Darüber hinaus kann die Lichtröhre 70 die Lichtnutzungseffizienz erhöhen, indem sie verhindert, dass die aufgeteilten Lichtstrahlen in Richtungen abgestrahlt werden, die andere Richtungen als eine gewünschte Richtung sind.
Um dies zu erreichen, beinhaltet eine Lichtröhre 70 einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von dichroitischen Prismen, von denen jedes Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich reflektiert und gleichzeitig Licht in anderen Wellenlängenbereichen überträgt, so dass einfallendes Licht (L) gemäß einem Wellenlängenbereich aufgeteilt werden kann. Wie dies in 4 dargestellt ist, beinhaltet die Lichtröhre 70 erste, zweite und dritte dichroitische Prismen 79, 81 und 83 zum Aufteilen des einfallenden Lichtes L in erste, zweite und dritte farbige Lichtstrahlen L₁, L₂ und L₃.
Das erste dichroitische Prisma 79 weist eine erste Spiegelebene 80 auf, die bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtes L mit einem Winkel .₁ geneigt ist. Die erste Spiegelebene 80 reflektiert den ersten farbigen Lichtstrahl L₁ von dem einfallenden Licht I und überträgt den zweiten und den dritten Lichtstrahl L₂ und L₃. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die erste Spiegelebene 80 einen blauen Lichtstrahl B reflektiert und die Lichtstrahlen der anderen Farben überträgt.
Das erste dichroitische Prisma 79 weist darüber hinaus erste reflektierende Ebenen 79a und 79b, die das Äußere des ersten dichroitischen Prismas 79 ausbilden, auf. Die ersten reflektierenden Ebenen 79a und 79b reflektieren einfallendes Licht so, dass das einfallende Licht innerhalb des ersten dichroitischen Prismas 79 weiterläuft. Das einfallende Licht weist einen Winkel infolge des Unterschiedes zwischen den Beugungsindizes des ersten dichroitischen Prismas 79 und dem Außen auf. Genauer gesagt bedeutet dies, dass die ersten reflektierenden Ebenen 79a und 79b das Licht, das mit einem Winkel einfällt, der größer als ein vorgegebener Winkel ist, das heißt, mit einem kritischen Winkel, infolge des Unterschiedes zwischen den Beugungsindizes des ersten dichroitischen Prismas und dem Außen totaler Reflexion unterziehen. Auf diese Weise wird die Lichtnutzungseffizienz des einfallenden Lichtes L erhöht.
Das zweite dichroitische Prisma 81 ist in der Nähe des ersten dichroitischen Prismas 79 eingebaut und weist eine zweite Spiegelebene 82 auf, die bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtes L mit einem Winkel .₂ geneigt ist. Die zweite Spiegelebene 82 reflektiert den zweiten farbigen Lichtstrahl L₂, beispielsweise einen roten Lichtstrahl R, von dem einfallenden Licht L und überträgt den ersten und den dritten farbigen Lichtstrahl L₁ und L₃.
Das dritte dichroitische Prisma 83 ist in der Nähe des zweiten dichroitischen Prismas 81 eingebaut und weist eine dritte Spiegelebene 84 auf, die bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtes L mit einem Winkel .₃ geneigt ist. Die dritte Spiegelebene 84 reflektiert den dritten farbigen Lichtstrahl L₃, beispielsweise einen grünen Lichtstrahl G, von dem einfallenden Licht L und überträgt den ersten und den zweiten farbigen Lichtstrahl L₁ und L₂. Die dritte Spiegelebene 83 kann durch einen Spiegel für Totalreflexion ersetzt werden, der das gesamte einfallende Licht reflektiert.
Das zweite und das dritte dichroitische Prisma 81 und 83 besitzen darüber hinaus jeweils zweite reflektierende Ebenen 81a und 81b und dritte reflektierende Ebenen 83a und 83b, die das Äußere des zweiten und des dritten dichroitischen Prismas 81 und 83 ausbilden. Da die zweiten reflektierenden Ebenen 81a und 81b sowie die dritten reflektierenden Ebenen 83a und 83b im Wesentlichen dieselbe Rolle spielen wie die ersten reflektierenden Ebenen 79a und 79b, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben.
Da, wie dies voranstehend beschrieben worden ist, die Lichtnutzungseffizienz infolge der Verwendung der ersten, zweiten und dritten reflektierenden Ebenen 79a & 79b, 81a & 81b und 83a & 83b erhöht wird, kann ein Einfluss einer Änderung der Étendue auf ein optisches System reduziert werden. Étendue (Lichtleitwert) bezeichnet eine optische Erhaltungsmenge in einem optischen System.
θ₁, θ₂ und θ₃ werden als stumpfe Winkel eingerichtet, so dass der erste, der zweite und der dritte Lichtstrahl L₁, L₂ und L₃, die jeweils durch die erste, die zweite und die dritte Spiegelebene 80, 82 und 84 reflektiert werden, auf eine Abbildungsebene (H) der ersten Fokussierlinse 85, die in 3 dargestellt ist, fokussiert werden. Um dies zu erreichen, erfüllen die stumpfen Winkel θ₁, θ₂ und θ₃ vorzugsweise die Gleichung 1: θ1 > θ2 > θ3 (1)
Wenn man jedoch die Winkel, die durch erste, zweite und dritte Spiegelebenen 80, 82 und 84 erzeugt werden, bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtes betrachtet, können die stumpfen Winkel θ₁, θ₂ und θ₃ dieselben sein. In diesem Fall besitzen die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 dieselbe Größe. Darüber hinaus werden die ersten, zweiten und dritten farbigen Lichtstrahlen L₁, L₂ und L₃ in solch einem Bereich, wie dieser in 4 dargestellt ist, von den ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlen L₁, L₂ und L₃, die jeweils durch die ersten, zweiten und dritten Spiegelebenen 80, 82 und 84 reflektiert werden, als effektive Lichtstrahlen verwendet, und der Rest wird nicht verwendet.
Die in 4 dargestellte Lichtröhre 70 ist für einen Bildprojektor geeignet, der eine Bilderzeugungseinrichtung, eine Mikrospiegelvorrichtung (nicht dargestellt) oder Ähnliches verwendet, der ein Bild ungeachtet der Polarisationsrichtung erzeugen kann.
Vorzugsweise beinhaltet die Lichtröhre 70 des Weiteren einen Kondensor 71 zum Konzentrieren des einfallenden Lichtes L vor einer Lichteinfallebene des ersten dichroitischen Prismas 79.
In Bezug auf die 5 und 7 beinhaltet eine Modifizierung der Lichtröhre 70 von 4 erste und zweite polarisierte Strahlteiler 73 und 75, eine 1/2-Wellenlängen-Platte 77, sowie erste, zweite und dritte dichroitische Prismen 79, 81 und 83. Jede der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 reflektiert Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich und überträgt gleichzeitig Licht in anderen Wellenlängenbereichen, so dass das einfallende Licht (L) in erste, zweite und dritte farbige Lichtstrahlen L₁, L₂ und L₃ aufgeteilt werden kann. Die ersten, zweiten und dritten farbigen Lichtstrahlen L₁, L₂ und L₃ werden auf der Abbildungsebene (H) der ersten Fokussierlinse, die in 3 dargestellt ist, durch erste, zweite und dritte Spiegelebenen 80, 82 und 84 fokussiert.
Der erste polarisierte Strahlteiler 73 ist auf einer Lichteinfallebene des ersten dichroitischen Prismas 79 eingebaut und überträgt das erste Licht mit einer Polarisationsrichtung von dem unpolarisierten weißen Licht in Richtung des ersten dichroitischen Prismas 79 und reflektiert zur gleichen Zeit das zweite Licht mit der anderen Polarisationsrichtung in Richtung des zweiten polarisierten Strahlteilers 75. Um dies zu erreichen, ist ein erstes Polarisationsfilter 74 auf einer Spiegelebene des ersten polarisierten Strahlteilers 73 ausgebildet.
7 illustriert ein Beispiel, bei dem unpolarisiertes weißes Licht (P + S) von der Lichtquelle 60 abgestrahlt wird und das erste Polarisationsfilter 74 P-polarisiertes Licht, das als das erste Licht dient, von dem weißen P + S-Licht überträgt, und S-polarisiertes Licht, das als das zweite Licht dient, reflektiert.
In Bezug auf 7 reflektiert der zweite polarisierte Strahlteiler 75 das durch den ersten polarisierten Strahlteiler 73 reflektierte S-polarisierte Licht wieder und leitet das P-polarisierte Licht in Richtung des ersten dichroitischen Prismas 79 weiter. Da der zweite polarisierte Strahlteiler 75 lediglich den Lichtweg des S-polarisierten Lichtes verändert, ohne seine Polarisationsrichtung zu verändern, läuft das S-polarisierte Licht parallel zu dem P-polarisierten Licht, das durch den ersten polarisierten Strahlteiler 73 übertragen worden ist, weiter. Um dies zu erreichen, beinhaltet der zweite polarisierte Strahlteiler 75 ein zweites Polarisationsfilter 76 zum Reflektieren von Licht mit einer Polarisationsrichtung, beispielsweise S-polarisiertes Licht, von dem einfallenden weißen Licht. Der zweite polarisierte Strahlteiler 75 kann mit einem Spiegel für Totalreflexion eingerichtet sein, um einen einfallenden Lichtstrahl total zu reflektieren.
Die 1/2-Wellenlängen-Platte 77 verändert die Phase des empfangenen Lichtes mit einer Polarisationsrichtung um 90 Grad. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die 1/2-Wellenlängen-Platte 77 das empfangene Licht mit einer Polarisationsrichtung zu dem Licht mit der anderen Polarisationsrichtung ändert. In den 5 und 7 ist die 1/2-Wellenlängen-Platte 77 zwischen dem zweiten polarisierten Strahlteiler 75 und dem ersten dichroitischen Prisma 79 eingebaut und ändert die Polarisationsrichtung des empfangenen zweiten Lichtes zu der des ersten Lichtstrahls. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die 1/2-Wellenlängenplatte 77 das durch das zweite Polarisationsfilter 76 reflektierte S-polarisierte Licht zu dem P-polarisierten Licht ändert.
Alternativ dazu kann die 1/2-Wellenlängenplatte 77 zwischen dem ersten polarisierten Strahlteiler 73 und dem ersten dichroitischen Prisma 79 eingebaut sein, um die Polarisationsrichtung eines empfangenen ersten Lichtstrahls zu der des zweiten Lichtstrahls zu ändern.
Da die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 bereits voranstehend in Bezug auf 4 beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht beschrieben.
Vorzugsweise beinhaltet die Lichtröhre in 7b des Weiteren den Kondensor 71 zum Konzentrieren von unpolarisiertem einfallenden weißen Licht vor einer Lichteinfallebene des ersten polarisierten Strahlteilers 73.
Die Lichtröhre 70, die eine solche Struktur, wie die, die in den 5 bis 7 dargestellt ist, aufweist, kann in einem Projektionssystem, das zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben wird, das eine Flüssigkristallanzeige als eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet, eingesetzt werden.
Im Gegensatz zu dem, was voranstehend beschrieben worden ist, kann jedes der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 einen Lichtstrahl einer bestimmten Farbe übertragen und zur gleichen Zeit Lichtstrahlen von anderen Farben reflektieren. Darüber hinaus kann die optische Anordnung der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 geändert werden. Da der Herstellungsprozess der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 79, 81 und 83 auf dem Gebiet von optischen Anwendungen gut bekannt ist, wird er an dieser Stelle nicht beschrieben.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 fokussiert die erste Fokussierlinse 85 Lichtstrahlen, in die das einfallende Licht durch die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 70, 81 und 83 aufgeteilt worden ist. Um dies zu erreichen, ist die erste Fokussierlinse 85 vorzugsweise eine zylindrische Linse.
Alternativ dazu kann die erste Fokussierlinse 85 ein optisches Beugungselement sein, das eine flache Platte ist, auf der ein Beugungsbild so ausgebildet ist, dass Lichtstrahlen, die in eine identische Richtung weiterlaufen, fokussiert werden. Da die Struktur und der Herstellungsprozess einer Linse, deren Beugungsbild einfallendes Licht dazu veranlasst, konvergiert oder divergiert zu werden, gut bekannt sind, werden sie an dieser Stelle nicht beschrieben.
Die Abtasteinheit 90 beinhaltet eine erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 und eine erste Antriebsquelle 100. Die erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 ist aus einer Vielzahl von Zylinderlinsen 91a gebildet, die aneinander angrenzend angeordnet sind und eine identische Beugungsfähigkeit aufweisen. Die Zylinderlinsen 91a konvergieren oder divergieren unabhängig einfallendes Licht. Wie dies in 3 dargestellt ist, sind die Zylinderlinsen 91a konkav, um einfallendes Licht zu divergieren. Die Zylinderlinsen 91a können jedoch auch durch Ausbilden eines Beugungsbildes auf einer flachen Platte ausgebildet werden.
Vorzugsweise beinhaltet die Abtasteinheit 90 des Weiteren eine zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93 und eine zweite Antriebsquelle 100' zum Antreiben der zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93. Die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93 ist auf dem Lichtweg des durch die erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 übertragenen Lichtes eingebaut und kooperiert mit der ersten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91, um das einfallende Licht abzutasten. Ähnlich wie bei der ersten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 ist die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93 aus einer Vielzahl von Zylinderlinsen 93a gebildet, die einander angrenzend angeordnet sind und eine identische Beugungsfähigkeit aufweisen. Die Zylinderlinsen 93a konvergieren oder divergieren unabhängig einfallendes Licht. Wie dies in 3 dargestellt ist, sind die Zylinderlinsen 93a konkav, um einfallendes Licht zu divergieren. Die Zylinderlinsen 93a können jedoch auch durch eine flache Platte ausgebildet werden, auf der eine Beugungsbild ausgebildet ist.
Die ersten und zweiten Antriebsquellen 100 und 100' treiben jeweils die ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 und 93 an, so dass Licht, das durch die ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91 und 93 übertragen wird, farbige Querstriche bilden kann und die farbigen Querstriche abgetastet werden können. Auf diese Weise werden die farbigen Querstriche an unterschiedlichen Orten auf einer Bilderzeugungseinrichtung 130, die zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben werden wird, ausgebildet und abgetastet. So treffen beispielsweise die Lichtstrahlen der drei Farben Rot, Grün und Blau auf unterschiedlichen Bereichen der Bilderzeugungseinrichtung 130 in der Reihenfolge Grün, Rot und Blau, anschließend in der Reihenfolge Rot, Blau und Grün und schließlich in der Reihenfolge Blau, Grün und Rot auf. Dieses Muster wiederholt sich. Eine Antriebseinheit 140 kann entweder ein Schwingspulenmo tor oder ein piezoelektrischer Treiber sein, der gemäß einem piezoelektrischen Prinzip angetrieben wird.
Vorzugsweise beinhaltet das erste Farb-Beleuchtungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das in 3 dargestellt ist, des Weiteren eine zweite Fokussierlinse 87, eine Fliegenauge-Linse 110 und eine Weiterleitungslinse 120 unter Berücksichtigung der Stelle des Brennpunktes und der Gleichmäßigkeit von Licht, das durch die Abtasteinheit 90 übertragen wird. Die Weiterleitungslinse 120 liefert Licht an einen vorgegebenen Ort, während sie die Größe des Lichtstrahls konstant beibehält.
Die zweite Fokussierlinse 87 fokussiert das Licht, das durch die Abtasteinheit 90 übertragen wird, wieder. Vorzugsweise ist die zweite Fokussierlinse 87 eine Zylinderlinse, die ausgelegt ist, um Lichtstrahlen, die in eine identische Richtung weiterlaufen, von Lichtstrahlen zu fokussieren. Alternativ dazu kann die zweite Fokussierlinse 87 ein optisches Beugungselement sein, das eine flache Platte ist, auf der ein Beugungsbild so ausgebildet wird, dass Lichtstrahlen, die in eine identische Richtung weiterlaufen, fokussiert werden.
Die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 ist auf einem Lichtweg zwischen der zweiten Fokussierlinse 87 und der Weiterleitungslinse 120 eingebaut und kooperiert mit der Weiterleitungslinse 120 so, dass farbige Querstrich-Anordnungen, die auf der Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 ausgebildet sind, auf unterschiedliche farbige Bereiche eines vorgegebenen Elementes, das heißt, eines Lichtventils 130, fokussiert werden. Darüber hinaus gleicht die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 die Intensitäten der auf das Lichtventil 130 angewendeten Lichtstrahlen aus. Um dies zu erreichen, beinhaltet die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 eine erste Fliegenaugen-Linse 111, die eine Vielzahl von konvexen Abschnitten 111a aufweist, die zweidimensional auf ihrer Lichteinfalls- oder Lichtabstrahlebene angeordnet sind, sowie eine zweite Fliegenaugen-Linse 113, die angrenzend an die erste Fliegenaugen-Linse 111 eingebaut ist und eine Vielzahl von konvexen Abschnitten 113a aufweist, die zweidimensional auf der Lichteinfalls- oder Lichtabstrahlebene der zweiten Fliegenaugen-Linse 113 angeordnet sind.
Die Weiterleitungslinse 120 liefert durch die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 übertragenes Licht an einen vorgegebenen Ort, beispielsweise an das Lichtventil 130.
Im Folgenden wird in Bezug auf die 3 und 10 bis 12 die Funktionsweise des ersten Farb-Beleuchtungssystems beschrieben.
10 zeigt die Anordnung der ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungen 91 und 93, die infolge des Antreibens der ersten und zweiten Antriebsquellen 100 und 100' von 3 erzeugt wird. In diesem Fall werden Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen, in die das Licht durch die in 3 dargestellte Lichtröhre 70 aufgeteilt worden ist, an der ersten Fokussierlinse 85 fokussiert. Der fokussierte Lichtstrahl wird durch die ersten Zylinderlinsen-Anordnungen 91 wieder in mehrere Lichtstrahlen aufgeteilt. Der aufgeteilte Lichtstrahl passiert die zweiten Zylinderlinsen-Anordnungen 93, die zweite Fokussierlinse 87, die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 und die Weiterleitungslinse 120 und bildet farbige Querstriche auf unterschiedlichen farbigen Bereichen des Lichtventils 130 von 3 aus. Die ausgebildeten farbigen Querstriche sind nach unten hin in der Reihenfolge Grün, Rot und Blau, wie dies durch die Referenznummer 130a angezeigt wird, angeordnet. Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, können unterschiedliche farbige Querstriche auf unterschiedlichen Farbbereichen des Lichtventils 130 landen.
Vorzugsweise wird die Brennweite, die durch die ersten und zweiten Fokussierlinsen 85 und 87 und die ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungen 91 und 93 erzeugt wird, so eingestellt, dass, wenn parallele Lichtstrahlen auf die erste Fokussierlinse 85 auftreffen, Lichtstrahlen, die von der zweiten Fokussierlinse 87 abgestrahlt werden, an der Fliegenaugen-Linse 111 fokussiert werden können. Die Brennweite wird infolge einer angemessenen Auswahl der Beugungsleistung einer jeden der ersten und zweiten Fokussierlinsen 85 und 86 und der ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91 und 93 bestimmt. Da dieses Verfahren zum Bestimmen der Brennweite gut bekannt ist, wird es an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
11 zeigt eine weitere Anordnung der ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91 und 93, die infolge des Antreibens der ersten und zweiten Antriebsquellen 100 und 100' von 3 ausgebildet werden. Verglichen mit 10 ist die erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91, die in 11 dargestellt ist, höher als die Stelle der ersten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91, die in 10 dargestellt ist, angeordnet, und die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93 ist niedriger angeordnet, als die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93, die in 10 dargestellt ist. In diesem Fall werden farbige Querstriche nach unten hin in der Reihenfolge von Rot, Blau und Grün, wie dies durch die Referenznummer 130 angezeigt wird, erzeugt.
12 zeigt noch eine weitere Anordnung der ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91 und 93, die infolge des Antreibens der ersten und zweiten Antriebsquellen 100 und 100', die in 3 dargestellt sind, ausgebildet werden. Verglichen mit den 10 und 11 ist die erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91, die in 12 dargestellt ist, höher angeordnet als die erste Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 91, die in 11 dargestellt ist, und die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93, die in 12 dargestellt ist, ist niedriger als die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 93 angeordnet, die in 11 dargestellt ist. In diesem Fall werden farbige Querstriche nach unten hin in der Reihenfolge Blau, Grün und Rot, wie dies durch die Referenznummer 130c angezeigt wird, ausgebildet.
Das Muster der Anordnungen der farbigen Querstriche 130a, 130b und 130c wird durch Wiederholen eines Musters der drei Anordnungen der ersten und zweiten Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen 91 und 93, die in den 10 bis 12 dargestellt sind, wiederholt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 ist das Projektionssystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem voranstehend beschriebenen Farb-Beleuchtungssystem, dem Lichtventil 130 und einer Projektionslinsen-Einheit 140 gebildet. Das Lichtventil 130 erzeugt eine Abbildung aus den Lichtstrahlen, die sie über die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 empfangen hat. Die Projektionslinseneinheit 140 vergrößert die Abbildung und projiziert die vergrößerte Abbildung auf einen Bildschirm 150.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, beinhaltet das Farb-Beleuchtungssystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Lichtquelle 60 zum Erzeugen und Projizieren von Licht, die Lichtröhre 70 zum Aufteilen des einfallenden Lichtes gemäß einem Wellenlängenbereich, die ersten und zweiten Fokussierlinsen 85 und 87, die Abtasteinheit 90 und die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110.
Da die Struktur und die Funktion eines jeden der Bauteile des Farb-Beleuchtungssystems der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie die Anordnung dieser Bauteile bereits voranstehend in Bezug auf die 3 bis 12 beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht beschrieben.
Das Lichtventil 130 ist an einer Stelle eingebaut, an der farbige Querstriche, die durch die Abtasteinheit 90 abgetastet werden, landen. Rote, grüne und blaue Lichtstrahlen treffen auf wirksame Abbildungsbereiche des Lichtventils 130 auf, während sie abgetastet werden, wodurch farbige Querstriche erzeugt werden.
Wie dies in 3 dargestellt ist, handelt es sich bei dem Lichtventil 130 um eine Flüssigkristallanzeige. In diesem Fall erzeugt die Flüssigkristallanzeige eine Abbildung mit jedem Pixel, das entweder einen einfallenden Lichtstrahl überträgt oder blockiert.
Alternativ dazu kann das Lichtventil 130 eine reflektierende Flüssigkristallanzeige oder eine Mikrospiegel-Vorrichtung sein, deren einzelne Pixel ihre eintreffenden Lichtstrahlen entlang unterschiedlicher Lichtwege reflektieren. In diesem Fall kann darüber hinaus ein optisches Element, wie beispielsweise ein Strahlteiler (nicht dargestellt) zum Weiterbringen der durch das Lichtventil 130 erzeugten Abbildung in Richtung des Bildschirmes 150 auf einem Lichtweg eingebaut sein. Da die Struktur und die Funktion des Lichtventils 130 gut bekannt sind, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
Die Projektionslinseneinheit 140 ist zwischen dem Lichtventil 130 und dem Bildschirm 150 eingebaut und vergrößert einfallendes Licht und projiziert das vergrößerte Licht auf den Bildschirm 150.
13 zeigt eine optische Konfiguration einer Modifizierung des in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystems. Das modifizierte Farb-Beleuchtungssystem beinhaltet die Lichtquelle 60, die Lichtröhre 70, die erste Fokussierlinse 85 und eine Abtasteinheit 190. Da die Lichtquelle 60, die Lichtröhre 70 und die erste Fokussierlinse 85 bereits voranstehend beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
Das modifizierte Farb-Beleuchtungssystem unterscheidet sich von dem in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystem darin, dass die Abtasteinheit 190 vorhanden ist. In Bezug auf die 13 und 14 ist die Abtasteinheit 190 mit einer sich drehenden Zylinderlinsen-Anordnung 195, die drehbar auf dem Lichtweg eingebaut ist, und einer Antriebsquelle 200, die die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnung 195 dreht, gebildet.
Die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnung 195 weist eine zylindrische Form auf. Eine Vielzahl von Zylinderlinsen 195a, die eine identische Beugungsleistung aufweisen, ist an dem äußeren Umfang der sich drehenden Zylinderlinsen-Anordnung 195 angeordnet, so dass sie zueinander angrenzend sind. Die Zylinderlinsen 195a konvergieren oder divergieren unabhängig einfallendes Licht. Die Zylinderlinsen 195 sind in geometrischer Hinsicht konkav. Die drehende Zylinderlinsen-Anordnung 195 kann eine flache Platte sein, auf der ein Beugungsbild ausgebildet wird, um einfallendes Licht zu konvergieren oder zu divergieren.
Die Antriebsquelle 200 ist eine typische Drehantriebs-Vorrichtung, wie beispielsweise ein Motor. Da die Struktur einer typischen Drehantriebs-Vorrichtung weithin bekannt ist, wird sie an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, verwendet die Abtasteinheit 190 die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnung 195, um im Gegensatz zu der Abtasteinheit 90, die in dem in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystem enthalten ist, aufeinanderfolgend aufgeteilte farbige Querstriche zu scrollen.
Vorzugsweise beinhaltet das modifizierte Farb-Beleuchtungssystem, das in 13 dargestellt ist, des Weiteren eine zweite Fokussierlinse 187, die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 und die Weiterleitungslinse 120.
Wie dies in 14 dargestellt ist, ist die zweite Fokussierlinse 187 gegenüberliegend zu einigen der Zylinderlinsen 195a der sich drehenden Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 195 angeordnet und weist grundlegend eine Form eines Halbzylinders wie die erste Fokussierlinse 85 auf. Die zweite Fokussierlinse 187 ist mit ersten und zweiten Abschnitten 187a und 187b gebildet, die unterschiedliche Krümmungen aufweisen. Wie dies in 14 dargestellt ist, entspricht der erste Abschnitt 187a dem einen oder anderen äußeren Abschnitt der zweiten Fokussierlinse 187, und der zweite Abschnitt 187b entspricht einem Abschnitt zwischen den äußeren Abschnitten der zweiten Fokussierlinse 187. Da die ersten und zweiten Abschnitte 187a und 187b unterschiedliche Krümmungen aufweisen, können sowohl die Strahlen, die durch den ersten Abschnitt 187a übertragen werden, als auch Strahlen, die durch den zweiten Abschnitt 187b übertragen werden, auf derselben Ebene fokussiert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 13 ist die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 auf einem Lichtweg zwischen der zweiten Fokussierlinse 187 und der Weiterleitungslinse 120 eingebaut. Da die Struktur und die Funktion der Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 bereits voranstehend beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
15 ist eine schematische Darstellung einer optischen Konfiguration einer weiteren Modifizierung des in 3 dargestellten Farb-Beleuchtungssystems. In Bezug auf 15 beinhaltet das modifizierte Farb-Beleuchtungssystem die Lichtquelle 60, die Lichtröhre 70, die erste Fokussierlinse 85, die Abtasteinheit 190, eine zweite Fokussierlinse 287, die Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 und eine Weiterleitungslinse 120. Da die Strukturen und Funktionen der Lichtquelle 60, der Lichtröhre 70, der ersten Fokussierlinse 85 und der Abtasteinheit 190 bereits voranstehend beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
Das in 15 dargestellte modifizierte Farb-Beleuchtungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fokussierlinse 187 an einer Stelle eingebaut ist, die von dem Farb-Beleuchtungssystem abweicht, das in 13 dargestellt ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass in dem in 15 dargestellten Farb-Beleuchtungssystem die zweite Fokussierlinse zwischen der ersten Fliegenaugen-Linse 111 und der zweiten Fliegenaugen-Linse 113 der Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 eingebaut ist.
Das Projektionssystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit dem in 13 oder in 15 dargestellten Farb-Beleuchtungssystem, dem Lichtventil 130 zum Erzeugen einer Abbildung anhand des von der Fliegenaugen-Linsenanordnung 110 empfangenen Lichtes und der Projektionssystemeinheit 140 zum Vergrößern der an dem Lichtventil 130 erzeugten Abbildung und zum Projizieren der vergrößerten Abbildung auf den Bildschirm gebildet sein. Die Farb-Beleuchtungssysteme, die in 13 und in 15 dargestellt sind, unterscheiden sich von dem Farb-Beleuchtungssystem, das in 3 dargestellt ist, dadurch, dass eine Abtasteinheit 190 verwendet wird. Da die Abtasteinheit 190, die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 195 und die Antriebsquellen 200 zum Antreiben der sich drehenden Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 195 verwendet und farbige Querstriche scrollt, kann die Abtasteinheit 190 auf einfache Weise mit dem Lichtventil 130 synchronisiert werden.
16 zeigt eine optische Konfiguration eines Projektionssystems einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine Lichtröhre einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. In Bezug auf 16 beinhaltet das Projektionssystem der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 310, eine Lichtröhre 315, eine Abtasteinheit 330, ein Lichtventil 340 und eine Projektionslinseneinheit 345. Die Lichtröhre 315 teilt das von der Lichtquelle 310 abgestrahlte Licht gemäß der Farbe auf. Die Abtasteinheit 330 scrollt rote, grüne und blaue Lichtstrahlen, in die das von der Lichtquelle 130 abgestrahlte Licht durch die Lichtröhre 315 aufgeteilt worden ist. Das Lichtventil 340 erzeugt eine Abbildung durch Verarbeiten der abgetasteten Lichtstrahlen gemäß einem Abbildungssignal. Die Projektionslinseneinheit 355 vergrößert die Abbildung und projiziert die vergrößerte Abbildung auf einen Bildschirm 350.
Die Lichtquelle 310 erzeugt und emittiert weißes Licht und beinhaltet eine Lampe 311 zum Erzeugen von Licht, sowie einen Reflexionsspiegel 313 zum Reflektieren des von der Lampe 311 abgestrahlten Lichtes und zum Lenken des reflektierten Lichtes. Der Reflexionsspiegel 313 kann ein elliptischer Spiegel sein, dessen erster Brennpunkt die Position der Lampe 311 ist, und ein zweite Brennpunkt der Punkt ist, an dem das Licht fokussiert wird. Alternativ dazu kann der Reflexionsspiegel 313 ein parabolischer Spiegel sein, der die Lampe 311 als ein Brennpunkt verwendet, und der so ausgelegt ist, dass Lichtstrahlen, die von der Lampe 311 abgestrahlt werden und durch den Parabolspiegel reflektiert werden, konzentriert werden. Der in 16 dargestellte Reflexionsspiegel 313 ist ein elliptischer Spiegel. Wenn ein Parabolspiegel als Reflexionsspiegel 313 verwendet wird, muss des Weiteren eine Linse zum Fokussieren von Licht enthalten sein.
Ein Kollimator 314 zum Richten von einfallendem Licht ist auf einem Lichtweg zwischen der Lichtquelle 310 und der Lichtröhre 315 eingebaut. Vorzugsweise ist, vorausgesetzt, das P den Abstand zwischen der Lichtquelle 310 und dem Brennpunkt f, an dem von der Lichtquelle 310 abgestrahltes Licht fokussiert wird, bezeichnet, der Kollimator 314 P/5 von dem Brennpunkt f entfernt eingebaut. Durch Einrichten eines Projektionssystems auf diese Weise kann die Struktur eines optischen Systems kompakter gestaltet werden.
Wie dies in 17 dargestellt ist, beinhaltet die Lichtröhre 315 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erste, zweite und dritte dichroitische Prismen 318, 319 und 320. Das erste dichroitische Prisma 318 besitzt eine erste dichroitische Spiegelebene 318a zum Reflektieren eines einfallenden Lichtstrahls einer bestimmten Farbe und zum Übertragen der einfallenden Lichtstrahlen der anderen Farben. Das zweite dichroitische Prisma 319 ist auf dem Lichtweg des durch das erste dichroitische Prisma 318 übertragenen Lichtes eingebaut und besitzt eine zweite dichroitische Spiegelebene 319a zum Reflektieren eines einfallenden Lichtstrahls einer bestimmten Farbe und zum Übertragen der einfallenden Lichtstrahlen der anderen Farben. Das dritte dichroitische Prisma 320 ist auf dem Lichtweg des durch das zweite dichroitische Prisma 319 übertragenen Lichtes eingebaut und besitzt eine dritte dichroitische Spiegelebene 310a zum Reflektieren eines einfallenden Lichtstrahls einer bestimmten Farbe und zum Übertragen der einfallenden Lichtstrahlen der anderen Farben. Wenn die Größen der ersten, der zweiten und der dritten dichroitischen Spiegelebenen 318a, 319a und 320a jeweils S₁, S₂ und S₃ sind, sind wenigstens zwei der Größen S₁, S₂ und S₃ unterschiedlich. So können beispielsweise die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Spiegelebenen 318a, 319a und 320a Größen aufweisen, die eine Beziehung S₁. S₂ > S₃ oder S₁ > S₂. S₃ oder ihre umgekehrte Beziehung S₁ < S₂. S₃ oder S₁. S₂ < S₃ erfüllen.
Die Lichtröhre 315 ist mit den ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 318, 319 und 320 gebildet. Vorzugsweise beinhaltet die Lichtröhre 315, die eine solche Struktur hat, Ebenen für totale Reflexion 318b, 319b und 320b um Licht, das mit einem vorgegebenen Winkel, das heißt, einem kritischen Winkel oder größer einfällt, totaler Reflexion zu unterziehen. Die Ebenen für totale Reflexion 318b, 319b und 320b sind auf den äußeren Ebenen der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 318, 319 und 320, die andere sind als die Lichteinfalls- und Lichtabstrahlebenen davon, bereitgestellt.
Die Ebenen für totale Reflexion 318b, 319b und 320b reduzieren einen Verlust von Licht, das innerhalb der Lichtröhre 315 weiterläuft, wodurch die Lichteffizienz erhöht wird. Licht, das auf die Ebenen für totale Reflexion 318b, 319b und 320b einfällt, nachdem es wenigstens ein Mal innerhalb der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 318, 319 und 320 reflektiert worden ist, wird keiner Totalreflexion unterzogen sondern übertragen, da der Lichteinfallswinkel des Lichtes kleiner ist als der kritische Winkel.
Wie dies in 17 dargestellt ist, wird ein erster farbiger Lichtstrahl I₁, beispielsweise ein roter Lichtstrahl, von dem einfallenden weißen Licht I durch das erste dichroitische Prisma 318 reflektiert, und zweite und dritte farbige Lichtstrahlen I₂ und I₃ werden dadurch übertragen. Der zweite farbige Lichtstrahl I₂, beispielsweise ein grüner Lichtstrahl G, wird durch das zweite dichroitische Prisma 319 reflektiert, und der dritte farbige Lichtstrahl I₃ wird dadurch übertragen. Der dritte farbige Lichtstrahl I₃, beispielsweise ein blauer Lichtstrahl B, wird durch das dritte dichroitische Prisma 320 reflektiert. Auf diese Weise wird das einfallende weiße Licht in erste, zweite und dritte farbige Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ aufgeteilt. Aufgrund der Tatsache, dass die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Spiegelebenen 318a, 319a und 320a unterschiedliche Größen aufweisen, werden die ersten, zweiten und dritten farbigen Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ dadurch mit unterschiedlichem Maße reflektiert. Die dritte dichroitische Spiegelebene 320a kann durch einen Spiegel für Totalreflexion ersetzt werden.
Das Projektionssystem, das die Lichtröhre 315 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, kann eine verformbare Spiegelvorrichtung als Lichtventil 340 verwenden.
Die 18 und 19 sind jeweils eine perspektivische Darstellung und eine Draufsicht einer Modifizierung der Lichtröhre 315 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf die 18 und 19 beinhaltet die Lichtröhre 315 die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 318, 319 und 320 sowie erste und zweite polarisierte Strahlteiler 316 und 317. Die ersten und zweiten polarisierten Strahlteiler 316 und 317 sind vor dem ersten dichroitischen Prisma 318 eingebaut und reflektieren Licht mit einer Polarisationsrichtung von dem einfallenden Licht und übertragen Licht mit der anderen Polarisationsrichtung. Vorzugsweise wird eine 1/2-Wellenlängen-Platte 324 zum Verändern der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes zwischen dem ersten oder dem zweiten polarisierten Strahlteiler 316 oder 317 und dem ersten dichroitischen Prisma 318 eingebaut. In 18 ist die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 zwischen dem zweiten polarisierten Strahlteiler 317 und dem ersten dichroitischen Prisma 318 angeordnet.
Der erste polarisierte Strahlteiler 316 ist auf der Lichteinfallebene des ersten dichroitischen Prismas 318 eingebaut und überträgt ein erstes Licht mit einer Polarisationsrichtung aus dem unpolarisierten weißen Licht in Richtung des ersten dichroitischen Prismas 318 und reflektiert zum gleichen Zeitpunkt ein zweites Licht mit der anderen Polarisationsrichtung in Richtung des zweiten polarisierten Strahlteilers 317. Der erste polarisierte Strahlteiler 316 beinhaltet ein erstes Polarisationsfilter 316a, und der zweite polarisierte Strahlteiler 317 beinhaltet ein zweites Polarisationsfilter 317a.
Der zweite polarisierte Strahlteiler 317 reflektiert das zweite durch den ersten polarisierten Strahlteiler 316 reflektierte Licht wieder, in Richtung des ersten dichroitischen Prismas 318. Da der zweite polarisierte Strahlteiler 317 lediglich den Lichtweg des zweiten Lichtes verändert, ohne seine Polarisationsrichtung zu ändern, läuft der zweite Lichtstrahl parallel zu dem ersten Licht, das durch den ersten polarisierten Strahlteiler 316 übertragen wird. Der zweite polarisierte Strahlteiler 317 kann durch einen Spiegel für totale Reflexion ersetzt werden, um einfallendes Licht einer Totalreflexion zu unterziehen.
Die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 ändert das empfangene Licht mit einer Polarisationsrichtung zu Licht mit der anderen Polarisationsrichtung. Die 18 und 19 zeigen ein Beispiel, indem die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 zwischen dem zweiten polarisierten Strahlteiler 317 und dem ersten dichroitischen Prisma 318 eingebaut ist und die Polarisationsrichtung des empfangenen zweiten Lichtes zu der des ersten Lichtstrahls ändert. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 das durch das zweite Polarisationsfilter 317a reflektierte S-polarisierte Licht zu einem P-polarisierten Licht ändert.
Die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 kann jedoch auch zwischen dem ersten polarisierten Strahlteiler 316 und dem ersten dichroitischen Prisma 318 eingebaut sein, um die Polarisationsrichtung des empfangenen ersten Lichtes zu der des zweiten Lichtes zu ändern.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, besitzt das von der Lichtquelle 310 abgestrahlte Licht eine einzige Polarisationsrichtung durch Verwenden der ersten und zweiten polarisierten Strahlteiler 316 und 317 und der 1/2-Wellenlängen-Platte 324, und das Licht mit der einzigen Polarisationsrichtung wird durch erste, zweite und dritte dichroitische Prismen 318, 319 und 320 in farbige Lichtstrahlen aufgeteilt. Da die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismen 318, 319 und 320 bereits voranstehend in Bezug auf 17 beschrieben worden sind, werden sie an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben.
Das Projektionssystem, das die Lichtröhre 315 verwendet, kann eine Flüssigkristallanzeige als das Lichtventil 340 verwenden.
20 ist eine Draufsicht einer Lichtröhre 315'', bei der es sich um eine weitere Modifizierung der in 16 dargestellten Lichtröhre 315 handelt. In Bezug auf 20 beinhaltet die Lichtröhre 315'' ein einzelnes Prisma 313, in dem erste, zweite und dritte dichroitische Spiegelebenen 321, 322 und 323 beinhaltet sind. Vorzugsweise weisen wenigstens zwei der ersten, zweiten und dritten dichroitischen Spiegelebenen 321, 322 und 323 unterschiedliche Größen auf. Wenn die Größen der ersten, der zweiten und der dritten dichroitischen Spiegelebenen 321, 322 und 323 jeweils A₁, A₂ und A₃ sind, können sie beispielsweise eine Beziehung A₁ ≥ A₂ > A₃ oder A₁ > A₂ ≥ A₃ erfüllen. Wie dies in 18 dargestellt ist, können die ersten und zweiten polarisierten Strahlteiler 316 und 317 vor dem einzigen Prisma 313 eingebaut sein. Die 1/2-Wellenlängen-Platte 324 kann zwischen dem ersten oder dem zweiten polarisierten Strahlteilern 316 oder 317 und dem einzigen Prisma 313 eingebaut sein.
Wie dies in 20 dargestellt ist, passiert weißes Licht I, das von der Lichtquelle 310 abgestrahlt wird, den Kollimator 314 und trifft auf die Lichtröhre 315'' auf. Ein erster Lichtstrahl I₁ von dem einfallenden weißen Licht I wird durch die erste dichroitische Spiegelebene 321 reflektiert, und die anderen zweiten und dritten farbigen Lichtstrahlen I₂ und I₃ werden dadurch übertragen. Der zweite farbige Lichtstrahl I₂ wird durch die zweite dichroitische Spiegelebene 322 reflektiert, und der dritte farbige Lichtstrahl I₃ wird dadurch übertragen. Der dritte farbige Lichtstrahl I₃ wird durch die dritte dichroitische Spiegelebene 323 reflektiert. Aufgrund der Tatsache, dass die ersten, zweiten und dritten dichroitischen Spiegelebenen 323, 322 und 323 unterschiedliche Größen aufweisen, werden die ersten, zweiten und dritten farbigen Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ dadurch in unterschiedlichem Maße reflektiert.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, kann jede der Lichtröhren 315, 315' und 315" der ersten Ausführungsform der vorliegende Erfindung die Menge eines jeden davon abgestrahlten farbigen Lichtes steuern, so dass die Farbtemperatur und die Farbskala einer Abbildung gesteuert werden können.
Die roten, grünen und blaue Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃, in die das weiße Licht durch jede der Lichtröhren 315, 315' und 315'' aufgeteilt worden ist, werden durch die Abtasteinheit 330 abgetastet.
In Bezug auf die 21A und 21B beinhaltet die Abtasteinheit 330 erste und zweite spiralförmige Linsenscheiben 326 und 327, die mit einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind, sowie eine Glasstange 328, die zwischen den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 eingebaut ist. Die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 sind durch spiralförmiges Anordnen von jeweils den Zylinderlinsenzellen 326a und 327a auf wenigstens einer Seite einer jeden der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 gebildet. Der Querschnitt jeder der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 sieht wie eine Zylinderlinsen-Anordnung aus. Die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 werden mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit gedreht.
Unter erneuter Bezugnahme auf 16 sind die ersten und zweiten Zylinderlinsen 325 und 331 jeweils vor der ersten spiralförmigen Linsenscheibe 326 und hinter der zweiten spiralförmigen Linsenscheibe 327 eingebaut. Die ersten und zweiten Zylinderlinsen 325 und 331 können durch erste und zweite optische Beugungselemente ersetzt werden, die jeweils ein Beugungsbild aufweisen, das ausgelegt ist, um einen einfallenden Lichtstrahl so zu fokussieren, dass der Querschnitt des einfallenden Lichtstrahls lediglich in einer Richtung verringert wird.
Des Weiteren können erste und zweite Fliegenaugen-Linsenanordnungen 333 und 335 sowie eine Weiterleitungslinse 338 auf einem Lichtweg zwischen der zweiten spiralförmigen Linsenscheibe 327 und dem Lichtventil 340 eingebaut sein. Die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 333 und 335 beinhalten jeweils eine zweidimensionale Anordnung von konvexen Abschnitten 333a und eine zweidimensionale Anordnung von konvexen Abschnitten 353a. Jede der Anordnungen von konvexen Abschnitten 333a und 335a ist auf der Lichteinfallfläche und/oder der Lichtabstrahlfläche jeder der ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 333 und 335 ausgebildet. Die Projektionslinseneinheit 345 vergrößert eine Abbildung, die durch das Lichtventil 340 erzeugt wird und projiziert das vergrößerte Bild auf den Bildschirm 350.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, verwendet das Projektionssystem der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Lichtröhren 315, 315' und 315''. Sie können jedoch auch auf ein beliebiges Projektionssystem angewendet werden, so lange wie sie eine Abbildung infolge von Abtastung erzeugen können.
Die operative Beziehung zwischen jeder der Lichtröhren 315, 315' und 315'' und dem Projektionssystem, das in 16 dargestellt ist, wird im Folgenden in Bezug auf 16 beschrieben. In Bezug auf 16 passiert zuerst weißes Licht, das von der Lichtquelle 310 abgestrahlt wird, einen Kollimator 314 und trifft anschließend auf die Lichtröhren 315, 315' und 315'' auf.
Jede der Lichtröhren 315, 315' und 315'' teilt den einfallenden weißen Lichtstrahl in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ mit unterschiedlichen Querschnittsbereichen und unterschiedlichen Lichtmengen auf. Von dem Licht, das aus roten, grünen und blauen Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ besteht, wird während des Passierens der ersten Zylinderlinse 325 der Querschnitt verengt. Das Licht mit einem verengten Querschnitt trifft auf die erste spiralförmige Linsenscheibe 326 auf. Anschließend passiert das Licht die Glasstange 328 und trifft anschließend auf die zweite spiralförmige Linsenscheibe 327 auf. Die Glasstange 328 und die zweite spiralförmige Linsenscheibe 327 verhindern ein Divergieren des durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 326 übertragenen Lichtes.
Die Glasstange 328 erfüllt zwei Rollen. Erstens liefert die Glasstange 328 das durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 326 übertragene Licht an die zweite spiralförmige Lin senscheibe 327, ohne dass es dabei divergiert wird. Zweitens strahlt die Glasstange 328 das einfallende Licht ab, ohne es dabei zu verändern, wie dies ein Lichtleiter tut.
Wenn sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 326 und 327 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit drehen, während die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ die Abtasteinheit 330 passieren, kann ein Effekt, bei dem angestrebt wird, die Positionen der roten, grünen und blauen Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ kontinuierlich und periodisch zu verändern, erzielt werden.
Da das Prinzip des Erzeugens einer Abbildung infolge von Abtasten bereits voranstehend in Bezug auf die 10, 11 und 12 beschrieben worden ist, wird es an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben.
Wie dies in 22 dargestellt ist, werden farbige Querstriche mit unterschiedlichen Querschnittsbereichen an dem Lichtventil 340 durch jede der Lichtröhren 315, 315' und 315'' erzeugt. So kann beispielsweise ein roter Querstrich an dem oberen Teil des Lichtventils 340 erzeugt werden, ein grüner Querstrich kann an dem mittleren Teil des Lichtventils 340 erzeugt werden, und ein blauer Querstrich IB kann an dem unteren Teil des Lichtventils 340 erzeugt werden. Wenn die Querschnittsbereiche der roten, grünen und blauen Querstriche IR, IG und IB jeweils S_IR, S_IG und S_IB sind, können wenigstens zwei der Querschnittsbereiche S_IR, S_IG und S_IB unterschiedlich sein. So können beispielsweise die Querschnittsbereiche S_IR, S_IG und S_IB die Beziehung S_IR ≤ S_IG < S_IB oder S_IR < S_IG ≤ S_IB oder ihre umgekehrte Beziehung S_IR ≥ S_IG > S_IB oder S_IR > S_IG ≥ S_IB erfüllen.
Die Querschnittsbereiche der farbigen Querstriche variieren in Abhängigkeit von den Bereichen der ersten dichroitischen Spiegelebenen 318a und 321, der zweiten dichroitischen Spiegelebenen 319a und 322 und der dritten dichroitischen Spiegelebenen 320a und 323 der Lichtröhren 315, 315' und 315''. Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, sind die Bereiche der erzeugten farbigen Querstriche unterschiedlich, so dass die Farbskala und die Farbtemperatur einer aus den Farben erhaltenen Abbildung variieren. Auf diese Weise können verschiedene Farben oder Stimmungen der Abbildung erzeugt werden.
23 zeigt eine optische Konfiguration eines Projektionssystems einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Bezug auf 23 beinhaltet das Projektionssystem einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 410, eine Lichtröhre 415, eine Abtasteinheit 430 und ein Lichtventil 440. Die Lichtröhre 415 teilt von der Lichtquelle 410 abgestrahltes Licht gemäß einer Farbe auf. Die Abtasteinheit 430 scrollt rote, grüne und blaue Lichtstrahlen, in die das von der Lichtquelle 410 abgestrahlte Licht durch die Lichtröhre 415 aufgeteilt worden ist. Das Lichtventil 440 erzeugt eine Abbildung durch Verarbeiten der abgetasteten roten, grünen und blauen Lichtstrahlen gemäß einem Abbildungssignal.
Die Lichtquelle 410 erzeugt und emittiert weißes Licht und beinhaltet eine Lampe 411 zum Erzeugen von Licht, sowie einen Reflexionsspiegel 413 zum Reflektieren des von der Lampe 411 abgestrahlten Lichtes und zum Lenken des Lichtweges des reflektierten Lichtes. Der Reflexionsspiegel 413 kann ein elliptischer Spiegel sein, dessen erster Brennpunkt die Position der Lampe 411 ist und ein zweiter Brennpunkt ein Punkt ist, an dem Licht fokussiert wird. Alternativ dazu kann der Reflexionsspiegel ein Parabolspiegel sein, der die Lampe 411 als einen Brennpunkt verwendet und so ausgelegt ist, dass die Lichtstrahlen, die von der Lampe 61 abgestrahlt und durch den Parabolspiegel reflektiert werden, konzentriert werden. Der in 23 dargestellte Reflexionsspiegel ist ein elliptischer Spiegel. Wenn ein Parabolspiegel als der Reflexionsspiegel 413 verwendet wird, muss des Weiteren eine Linse zum Fokussieren von Licht beinhaltet sein.
Ein Kollimator 414 zum Konzentrieren von einfallendem Licht, ist auf einem Lichtweg zwischen der Lichtquelle 410 und der Lichtröhre 415 eingebaut. Vorzugsweise, vorausgesetzt, dass P den Abstand zwischen der Lichtquelle 410 und dem Brennpunkt f, an dem das von der Lichtquelle 410 abgestrahlte Licht fokussiert wird, bezeichnet, ist der Kollimator 414 P/5 von dem Brennpunkt f entfernt eingebaut. Durch Einrichten eines Projektionssystems auf diese Weise kann die Étendue, die eine optische Erhaltungsmenge bezeichnet, reduziert werden, so dass die Struktur eines optischen Systems kompakter gestaltet und leichter geformt werden kann.
Wie dies in 24 dargestellt ist, beinhaltet die Lichtröhre 415 einen ersten polarisierten Strahlteiler 416 zum Reflektieren von Licht mit einer Polarisationsrichtung und zum gleichzeitigen Übertragen des Lichtes mit der anderen Polarisationsrichtung, einen zwei ten polarisierten Strahlteiler 417, der unterhalb des ersten polarisierten Strahlteilers 416 eingebaut ist, sowie dritte, vierte und fünfte polarisierte Strahlteiler 418, 419 und 420, die angrenzend an die ersten und zweiten polarisierten Strahlteiler 416 und 417 eingebaut sind.
Eine erste Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 421 zum Verändern der Polarisationsrichtung von Licht mit einer bestimmten Wellenlänge ist zwischen den ersten und dritten polarisierten Strahlteilern 416 und 418 eingebaut. Eine zweite Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 422 ist zwischen den dritten und vierten polarisierten Strahlteilern 418 und 420 eingebaut. Eine 1/2-Wellenlängen-Platte oder eine dritte Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 423 zum Verändern der Polarisationsrichtung von einfallendem Licht ist zwischen den vierten und fünften polarisierten Strahlteilern 419 und 420 eingebaut. Eine 1/2-Wellenlängen-Platte 424 zum Verändern der Polarisationsrichtung von einfallendem Licht ist zwischen den zweiten polarisierten Strahlteiler 417 und der ersten Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 421 eingebaut.
In Bezug auf 25A besitzen die dritten, vierten und fünften polarisierten Strahlteiler 418, 419 und 420 jeweils erste, zweite und dritte Spiegelebenen 418a, 419a und 420a, die jeweils mit Winkeln .₁, .₂ und .₃ bezüglich der Achse des einfallenden Lichtes geneigt sind. Die Winkel .₁, .₂ und .₃ erfüllen die Gleichung 2: θ1 ≥ θ2 ≥ θ3 (2)
Wie dies in 25B dargestellt ist, überträgt der erste polarisierte Strahlteiler 416 Licht mit einer Polarisationsrichtung, beispielsweise, P-polarisiertes Licht, von dem einfallenden weißen Licht und reflektiert gleichzeitig S-polarisiertes Licht. Die erste Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 421 ändert die Polarisationsrichtung lediglich von Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich von dem durch den ersten polarisierten Strahlteiler 416 übertragenen P-polarisierten Licht. Genauer gesagt bedeutet dies, dass die erste Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 421 die P-Polarisationsrichtung von lediglich einem ersten farbigen Licht zu einer S-Polarisationsrichtung ändert, um ein erstes S-polarisiertes farbiges Licht I_1S zu erhalten, während die P-Polarisationsrichtung eines jeden des zweiten und dritten P-polarisierten farbigen Lichtes I_2P und I_3P beibehalten wird.
Das erste S-polarisierte farbige Licht I_1S wird durch den dritten polarisierten Strahlteiler in Richtung des Äußeren der Lichtröhre 415 reflektiert.
Das zweite und das dritte P-polarisierte farbige Licht I_2P und I_3P passieren den dritten polarisierten Strahlteiler 418 und treffen anschließend auf die zweite Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 422 auf. Die zweite Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 422 ändert die P-Polarisationsrichtung des zweiten farbigen Lichtes I_2P zu einer S-Polarisationsrichtung, um zweites S-polarisiertes farbiges Licht I_2S zu erhalten, während die P-Polarisationsrichtung des dritten farbigen Lichtes I_3P beibehalten wird. Das zweite S-polarisierte farbige Licht I_2S wird durch den vierten polarisierten Strahlteiler 419 in Richtung des Äußeren der Lichtröhre 415 reflektiert. Das dritte P-polarisierte farbige Licht I_3P, das durch den vierten polarisierten Strahlteiler 419 übertragen wird, trifft auf die dritte Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 423 auf, und seine Polarisationsrichtung wird zu einer S-Polarisationsrichtung geändert, um S-polarisiertes farbiges Licht I_3S zu erhalten. Das dritte S-polarisierte farbige Licht I_3S wird durch den fünften polarisierten Strahlteiler 420 reflektiert. Auf diese Weise wird Licht I, das von der Lichtquelle 410 abgestrahlt wird, durch die Lichtröhre 415 in erste, zweite und dritte Lichtstrahlen I₁, I₂ und I₃ aufgeteilt.
Die Lichtröhre 415 ist mit den ersten bis fünften polarisierten Strahlteilern 416 bis 420, den ersten bis dritten Farbauswahl-Polarisierungseinrichtung 421 bis 423 und der 1/2-Wellenlängen-Platte 424 gebildet. Vorzugsweise beinhaltet die Lichtröhre 415, die eine solche Struktur aufweist, Ebenen für totale Reflexion 416b, 417b, 418b, 419b und 420b, um Licht, das mit einem vorgegebenen Winkel, das heißt, einem kritischen Winkel oder größer einfällt, einer Totalreflexion zu unterziehen. Die Ebenen für totale Reflexion 416b, 417b, 418b, 419b und 420b werden jeweils auf äußeren Ebenen der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften polarisierten Strahlteiler 416, 417, 418, 419 und 420, die andere als die Lichteinfallebenen und die Lichtabstrahlebenen davon sind, bereitgestellt.
Die Ebenen für totale Reflexion 416b, 417b, 418b, 419b und 420b reduzieren einen Verlust von Licht, das innerhalb der Lichtröhre 415 weiterläuft, wodurch die Lichteffizienz erhöht wird. Licht, das auf die Ebenen für totale Reflexion 416b, 417b, 418b, 419b und 420b einfällt, nachdem es wenigstens ein Mal innerhalb der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften polarisierten Strahlteiler 416, 417, 418, 419 und 420 reflektiert worden ist, wird keiner Totalreflexion unterzogen, sondern durch die Ebenen für totale Reflexion 416b, 417b, 418b, 419b und 420b übertragen, da der Lichteinfallswinkel des Lichtes kleiner ist als der kritische Winkel.
Unter erneuter Bezugnahme auf 23 beinhaltet die Abtasteinheit 430 erste und zweite spiralförmige Linsenscheiben 426 und 427, die in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind, sowie eine Glasstange 428, die zwischen den ersten und den zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 eingebaut ist, was ähnlich der Struktur der Abtasteinheit 330 ist, wie dies in 21A und 21B dargestellt ist. Die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 werden ausgebildet, indem jeweils Zylinderlinsenzellen 426a und 427b spiralförmig auf wenigstens einer Seite der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 426 angeordnet werden. Der Querschnitt jeder der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 sieht wie eine Zylinderlinsen-Anordnung aus.
Die ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 sind jeweils vor der ersten spiralförmigen Linsenscheibe 426 und hinter der zweiten spiralförmigen Linsenscheibe 427 eingebaut. Die ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 können durch erste und zweite optische Beugungselemente ersetzt werden, die jeweils ein Beugungsbild aufweisen, das so ausgelegt ist, dass es einen einfallenden Lichtstrahl so fokussiert, dass der Querschnitt des einfallenden Lichtstrahls lediglich in einer Richtung verringert wird.
Darüber hinaus können erste und zweite Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435, sowie eine Weiterleitungslinse 438 auf einem Lichtweg zwischen der zweiten spiralförmigen Linsenscheibe 427 und dem Lichtventil 440 eingebaut werden. Die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 beinhalten jeweils eine zweidimensionale Anordnung von konvexen Abschnitten 433a und eine zweidimensionale Anordnung von konvexen Abschnitten 435a. Jede der Anordnungen konvexer Abschnitte 433a und 435a ist auf der Lichteinfallfläche und/oder der Lichtabstrahlfläche einer jeden der ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 ausgebildet. Die Projektionslinseneinheit 445 vergrößert eine Abbildung, die durch das Lichtventil 440 erzeugt worden ist und projiziert die vergrößerte Abbildung auf einen Bildschirm 450.
Ein Farb-Beleuchtungssystem des Projektionssystems der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Lichtquelle 410, die Lichtröhre 415 zum Aufteilen von durch die Lichtquelle 410 abgestrahltem Licht gemäß der Farbe und die Abtasteinheit 430 zum Abtasten von roten, grünen und blauen Lichtstrahlen, in die das von der Lichtquelle 410 abgestrahlte Licht durch die Lichtröhre 415 aufgeteilt worden ist, um kontinuierlich die Lichtwege von roten, grünen und blauen Lichtstrahlen zu verändern. Das Farb-Beleuchtungssystem kann des Weiteren die ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 und erste und zweite Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 enthalten, um ein höchst effizientes Abtasten des von der Lichtquelle 410 abgestrahlten Lichtes zu erzielen. Die ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 sind jeweils vor und hinter der Abtasteinheit 430 eingebaut, und die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 befähigen die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen, die von der Abtasteinheit 430 übertragen worden sind, auf drei jeweiligen Farbbereichen des Lichtventils 440 zu landen, um farbige Querstriche zu erzeugen.
Die ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 konvergieren oder divergieren einen einfallenden Lichtstrahl so, dass der Querschnitt des einfallenden Lichtstrahls lediglich in einer Richtung verringert wird. Um die Dicke einer jeden der ersten und zweiten Zylinderlinse 425 und 431 zu reduzieren, kann ein optisches Beugungselement oder eine Zylinderlinsen-Anordnung als jede der ersten und zweiten Zylinderlinsen 425 und 431 verwendet werden.
Im Folgenden wird in Bezug auf die 23, 25A und 25B die operative Beziehung zwischen dem Farb-Beleuchtungssystem, das solch eine Struktur besitzt, und dem Projektionssystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst passiert weißes Licht I, das von der Lichtquelle 410 abgestrahlt wird, den Kollimator 414 und trifft anschließend auf die Lichtröhre 415 auf, die erste, zweite und dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtungen 421, 422 und 423 beinhaltet.
In Bezug auf die 25A und 25B verändert die erste Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 421, beispielsweise eine Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für Y/blaue Farbe, die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer blauen Wellenlänge, während die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer gelben (Y) Wellenlänge beibehalten wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die erste Farbauswahl- Polarisationseinrichtung 421 die Polarisationsrichtung von lediglich dem Licht mit einer blauen Wellenlänge verändert, während die Polarisationsrichtung des Lichtes mit anderen Wellenlängen beibehalten wird. Die zweite Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 422, beispielsweise eine Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für C/rote Farbe, ändert die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer roten Wellenlänge, während die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer Cyan (C) Wellenlänge beibehalten wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die zweite Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 422 die Polarisationsrichtung von lediglich dem Licht mit einer roten Wellenlänge verändert, während sie die Polarisationsrichtung des Lichtes mit anderen Wellenlängen beibehält. Die dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 423, beispielsweise eine Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für M/grüne Farbe, verändert die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer grünen Wellenlänge, während die Polarisationsrichtung des Lichtes mit einer Magenta-(M)Wellenlänge beibehalten wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 423 die Polarisationsrichtung von lediglich dem Licht mit einer grünen Wellenlänge verändert, während sie die Polarisationsrichtung des Lichtes mit anderen Wellenlängen beibehält.
Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, trifft das unpolarisierte weiße Licht I auf die Lichtröhre 415, die die ersten, zweiten und dritten Farbauswahl-Polarisationseinrichtungen 421, 422 und 423 beinhaltet, auf. Genauer gesagt, empfängt der erste polarisierte Strahlteiler 416 das unpolarisierte weiße Licht I und reflektiert S-polarisiertes Licht von dem einfallenden Licht I, während P-polarisiertes Licht übertragen wird. Anschließend ändert die erste Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 421 für Y/blaue Farbe das Licht mit der blauen Wellelänge aus dem P-polarisierten Licht in S-polarisiertes Licht, während der P-Polarisationsstatus des Lichtes mit den anderen Wellenlängen beibehalten wird. Anschließend reflektiert der dritte polarisierte Strahlteiler 418 das S-polarisierte blaue Licht und überträgt gleichzeitig P-polarisiertes rotes Licht und P-polarisiertes grünes Licht zu der zweiten Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für C/rote Farbe 422.
Anschließend ändert die zweite Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für C/rote Farbe 422 das P-polarisierte rote Licht zu S-polarisiertem roten Licht und behält gleichzeitig den P-Polarisationszustand des grünen Lichtes bei. Anschließend reflektiert der vierte polarisierte Strahlteiler 419 das S-polarisierte rote Licht und überträgt gleichzeitig das P- polarisierte grüne Licht zu der dritten Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für grüne/M Farbe 423.
Die dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für grüne/M Farbe 423 ändert das P-polarisierte grüne Licht zu S-polarisiertem grünen Licht, das durch den fünften polarisierten Strahlteiler 420 reflektiert wird. Die dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung für grüne/M Farbe 423 kann durch eine 1/2-Wellenlängen-Platte ersetzt werden, die die Polarisationsrichtung von Licht ändert.
Das durch den ersten polarisierten Strahlteiler 416 reflektierte S-polarisierte Licht wird durch den zweiten polarisierten Strahlteiler 417 in Richtung der 1/2-Wellenlängen-Platte 424 reflektiert. Die 1/2-Wellelängen-Platte 42 ändert das S-polarisierte Licht zu P-polarisiertem Licht. Die erste dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 421 empfängt das P-polarisierte Licht und ändert blaues Licht von dem P-polarisierten Licht zu S-polarisiertem blauen Licht, während die P-Polarisationszustände des roten und des grünen Lichtes beibehalten werden. Das S-polarisierte blaue Licht wird durch den dritten polarisierten Strahlteiler 418 reflektiert, und das P-polarisierte rote Licht und das P-polarisierte grüne Licht werden dadurch in Richtung der zweiten Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 422 übertragen.
Anschließend wird das P-polarisierte rote Licht durch die zweite Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 422 zu S-polarisiertem roten Licht geändert, und das S-polarisierte rote Licht wird durch den vierten polarisierten Strahlteiler 419 reflektiert. Zur gleichen Zeit wird der P-Polarisationszustand des grünen Lichtes durch die zweite Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 422 beibehalten und durch den vierten polarisierten Strahlteiler 419 übertragen.
Anschließend wird das P-polarisierte grüne Licht durch eine 1/2-Wellenlängen-Platte oder die dritte Farbauswahl-Polarisationseinrichtung 423 zu S-polarisiertem grünen Licht geändert, und das S-polarisierte grüne Licht wird durch den fünften polarisierten Strahlteiler 420 reflektiert.
In 25A bezeichnet das Referenzzeichen H eine Abbildungsebene, auf der rote, grüne und blaue Lichtstrahlen landen.
Auf diese Weise werden rote, grüne und blaue Lichtstrahlen jeweils durch erste, zweite und dritte polarisierte Strahlteiler 418, 419 und 420 reflektiert. Der Querschnitt von Licht, das aus roten, grünen und blauen Lichtstrahlen besteht, wird durch die erste Zylinderlinse 425 reduziert, und das rote + grüne + blaue Licht mit einem verengten Querschnitt trifft auf die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 auf.
Anschließend trifft das durch die Glasstange 428 übertragene Licht auf die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427 auf. Die Glasstange 428 und die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427 verhindern ein weiteres Divergieren des Lichtes, das durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 übertragen wurde.
Das Verhindern eines weiteren Divergierens von Licht durch die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427 kann in Bezug auf die 26A und 26B gesehen werden. Die 26A und 26B zeigen die Ergebnisse von Simulationen, die an den Divergenzwinkeln von Licht, das durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 in einem ersten Fall übertragen wird, in dem keine zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 427 eingebaut sind, und in einem zweiten Fall übertragen wird, in dem die zweite spiralförmige Linsenscheiben 427 eingebaut ist, durchgeführt wurden. In den 25A und 25B werden der Einfachheit halber lediglich eine Linsenzelle 426a und lediglich eine Linsenzelle 427a anstatt der ersten und zweiten Linsenscheiben 426 und 427 dargestellt.

Vorausgesetzt, dass die numerische Apertur (NA) jeder der Linsenzellen 426a und 427a der 26A und 26B 0,104 beträgt, zeigt Tabelle 1 die Divergenzwinkel von Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen auf einer Abbildungsebene. [Tabelle 1]

	Divergenzwinkel von Licht in dem ersten Fall (.)	Divergenzwinkel von Licht in dem zweiten Fall (.)
F1R1	0	0
F1R2	6,08241185604	6,02953862536
F1R3	6,08241185604	6,02953862536
F2R1	4,0	0,5895576931389
F2R2	10,0290329291	5,54223989609
F2R3	2,18773761515	5,5440169460

In Tabelle 1 bezeichnet F1 einen Teillichtstrahl, der in der Mitte von Teillichtstrahlen auf unterschiedlichen Lichtwegen weiterläuft, die einen Lichtstrahl mit einer Wellenlänge bilden, und F2 bezeichnet einen der zwei anderen Teillichtstrahlen, auf beiden Seiten des mittigen Teillichtstrahls. Da die zwei Teillichtstrahlen auf beiden Seiten des mittigen Teillichtstrahls symmetrisch sind, wird in den 26A und 26B lediglich einer der zwei Teillichtstrahlen dargestellt. Anhand von Tabelle 1 kann gesehen werden, dass die Divergenzwinkel der Teillichtstrahlen F1 und F2 in dem zweiten Fall, in dem die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427 eingebaut ist, kleiner sind als in dem ersten Fall, in dem keine zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 427 eingebaut sind.
Wenn die Glasstange 428 zwischen den ersten und zweiten spiralförmige Linsenscheiben 426 und 427 eingebaut ist, befähigt sie das durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 übertragene Licht dazu, an die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427 geliefert zu werden, ohne dass es dabei weiter divergiert wird. Zur gleichen Zeit spielt die Glasstange 428 eine Rolle als Lichtleiter durch Abstrahlen von einfallendem Licht, ohne es zu ändern.
27A zeigt einen Fall, in dem Licht, das durch die erste Zylinderlinse 425, die ein ±2.-Feld hat, an der ersten spiralförmigen Linsenscheibe 426 fokussiert wird. Das an der ersten spiralförmigen Linsenscheibe 426 fokussierte Licht weist einen Querschnitt von 8 mm auf. 27C zeigt den Lichtweg des Lichtes, das die erste Zylinderlinse 425, die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 und die zweite Zylinderlinse 431 in dem Fall passiert, in dem keine Glasstange 428 eingebaut ist. In diesem Fall weist das Licht, das an der ersten spiralförmigen Linsenscheibe 426 fokussiert wird, einen Querschnitt von ungefähr 8 mm auf, und das Licht, das an der zweiten spiralförmige Linsenscheibe 427 fokussiert wird, weist einen Querschnitt von ungefähr 26 mm auf.
Wenn sich die Querschnittsbereiche von Licht, das an den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 fokussiert wird, wie dies voranstehend beschrieben worden ist, voneinander unterscheiden, divergiert das Licht mit einem großen divergierenden Winkel und wird anschließend an der zweiten Zylinderlinse 431 fokussiert. Um diese große Divergenz zu überwinden, ist, wie dies in 27C dargestellt ist, die Glasstange 428 zwischen den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 eingebaut und gleicht die Querschnittsbereiche von Licht, das an den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 fokussiert wird, an. Die Glasstange 428 kann eine Länge von ungefähr 20 mm aufweisen. Hierbei reduziert die Glasstange 428 den Divergenzwinkel des Lichtes, wodurch Lichtverlust reduziert wird.
Da die Abtastung der Abtasteinheit 430, die eine solche Struktur aufweist, die gleiche ist, wie die Abtastung der Abtasteinheit 90, die in Bezug auf die 11 bis 12 beschrieben worden ist, wird sie an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben.
Wenn sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit drehen, wird eine Farbabtastung erzielt. Die Glasstange 428 ist zwischen den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 befestigt.
Wenn rote, grüne und blaue Lichtstrahlen die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 passieren, scheint es, wenn die Betrachtung von den Lichtstrahlen L aus erfolgt, dass sich die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 kontinuierlich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit nach oben und unten bewegt. Demzufolge kann ein Effekt, bei dem angestrebt wird, die Positionen der durch die erste spiralförmige Linsenscheibe 426 übertragenen Lichtstrahlen kontinuierlich zu verändern, erzeugt werden.
Zuerst passieren die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen die erste spiralförmige Linsenscheibe 426, die Glasstange 428, die zweite spiralförmige Linsenscheibe 427, die zweite Zylinderlinse 431, die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435, sowie die Weiterleitungslinse 438, um farbige Querstriche an dem Lichtventil 340 in der Reihenfolge Rot, Grün und Blau zu erzeugen. Anschließend bewegt sich, wenn sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 drehen, die Linsenfläche der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheibe 426 und 427 allmählich nach oben, während die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 passieren. Wenn sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 bewegen, werden farbige Querstriche in der Reihenfolge Grün, Blau und Rot erzeugt. Anschließend werden, wenn sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 drehen, farbige Querstriche in der Reihenfolge Blau, Rot und Grün erzeugt. Solch eine Abtastung der roten, grünen und blauen Lichtstrahlen wiederholt sich mit den ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Stellen der Linsen, auf die die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen auftreffen, gemäß den Drehungen verändert werden, und die Drehungen der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 werden zu einer geradlinigen Bewegung einer Zylinderlinsen-Anordnung bei den Querschnitten der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 umgewandelt, so dass die Abtastung durchgeführt wird.
Da sich die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 kontinuierlich in eine Richtung drehen, ohne die Drehrichtung zu ändern, um Abtastung durchzuführen, kann eine Kontinuität und eine Konsistenz garantiert werden. Zusätzlich dazu trägt die Abtastung unter Verwendung der einzelnen spiralförmigen Linsenscheibe 430 dazu bei, die Geschwindigkeit der farbigen Querstriche konstant zu halten. Darüber hinaus tragen die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 sowie die Glasstange 428 dazu bei, die Divergenzwinkel der roten, grünen und blauen Lichtstrahlen zu reduzieren, wodurch der Lichtverlust reduziert wird.
Da rote, grüne und blaue Lichtstrahlen mit Querschnitten, die durch die erste Zylinderlinse 425 verengt worden sind, die ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheiben 426 und 427 passieren, kann der Effekt erhalten werden, dass Lichtstrahlen eine Linsenanordnung passieren, die sich geradlinig bewegt. Die zweite Zylinderlinse 431 empfängt die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen mit verengten Querschnitten und bringt die verengten Querschnitte der empfangenen Lichtstrahlen zurück in ihren Originalzustand, so dass die empfangenen Lichtstrahlen gerichtet werden.
Anschließend werden die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen, die durch die zweite Zylinderlinse 431 übertragen worden sind, an den jeweiligen Farbbereichen des Lichtventils 440 durch die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 fokussiert. So sind die roten Lichtstrahlen beispielsweise in dem oberen Bereich des Lichtventils 440 überlappt, die grünen Lichtstrahlen sind in dem mittleren Bereich des Lichtventils 440 überlappt, und die blauen Lichtstrahlen sind in dem unteren Bereich des Lichtventils 440 überlappt, wodurch einzelne farbige Querstriche erzeugt werden. Wenn keine ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 eingebaut sind, landen die roten, grünen und blaue Lichtstrahlen auf den einzelnen Pixeln des Lichtventils 440, und die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen in jedem Pixel werden abgetastet. Das Abtasten der roten, grünen und blauen Lichtstrahlen in jedem Pixel kann nicht auf einfache Weise gesteuert werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler auftreten, erhöht wird, und es kann die Qualität der Abbildung verschlechtert werden. In der vorliegenden Erfindung werden jedoch die roten, grünen und blauen Lichtstrahlen auf drei jeweiligen Farbbereichen des Lichtventils durch die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 fokussiert, wodurch farbige Querstriche erzeugt werden. Die farbigen Querstriche werden abgetastet. Das Scrollen der farbigen Querstriche ist einfach.
Darüber hinaus veranlassen die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 das Lichtventil 440 dazu, Licht mit einer gleichmäßigen Intensität abzustrahlen.
Die Weiterleitungslinse 438 liefert die durch die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 übertragenen Lichtstrahlen an eine vorgegebene Stelle, beispielsweise an das Lichtventil 440. Die Anzahl an Zylinderlinsenzellen 426a (427a) an den ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheiben 426 (427) kann gesteuert werden, um die Drehfrequenz der ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheibe 426 (427) mit der Betriebsfrequenz des Lichtventils 440 zu synchronisieren. Das bedeutet, dass, wenn die Betriebsfrequenz des Lichtventils 440 hoch ist, mehr Zellen enthalten sind, so dass die Abtastgeschwindigkeit so gesteuert werden kann, dass sie schneller wird, während die Drehgeschwindigkeit der ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheiben 426 (427) konstant gehalten wird.
Alternativ dazu kann die erste (zweite) spiralförmige Linsenscheibe 426 (427) mit dem Lichtwert 440 durch Beibehalten der Anzahl von Linsenzellen an der ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheibe 426 (427) bei einem gleichbleibenden Wert und durch Erhöhen der Drehfrequenz der ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheibe 426 (427) synchronisiert werden. Wenn beispielsweise die Betriebsfrequenz des Lichtventils 440 960 Hz ist, das heißt, wenn das Lichtventil 440 bei 1/960 einer Sekunde pro Rahmen so arbeitet, dass 960 Rahmen pro Sekunden wiedergegeben werden, können die ersten (zweiten) spiralförmigen Linsenscheiben 426 (427) wie folgt konstruiert werden. Der äußerste Durchmesser der ersten (zweiten) spiralförmigen Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung 426 (427) beträgt 140 mm, der innerste Durchmesser beträgt 60 mm, die Anzahl der spiralförmigen Linsenzellen 426a (427a) beträgt 32, die Breite jeder spiralförmigen Linsenzelle 426a (427a) beträgt 5,0 mm, und der Krümmungsradius einer jeden spiralförmigen Linsenzellen 426a (427a) beträgt 24,9 mm. Wenn in dieser Struktur die erste (zweite) spiralförmige Linsenscheibe 426 (427) 32 Rahmen pro einer Drehung wiedergibt, muss sie sich 30 Mal pro Sekunde drehen, um 960 Rahmen pro Sekunde wiederzugeben. Mit dieser Geschwindigkeit muss sich die erste (zweite) spiralförmige Linsenscheibe 426 (427) 60 Sekunden lang 1800 mal drehen, und weist dementsprechend eine Drehgeschwindigkeit von 1800 U/min auf. Wenn die Betriebsfrequenz des Lichtwertes 440 um die Hälfte erhöht wird und auf diese Weise das Lichtventil bei 1400 Hz arbeitet, muss sich die erste (zweite) spiralförmige Linsenscheibe 426 (427) bei einer Drehgeschwindigkeit von 2700 U/min drehen, um mit der erhöhten Betriebsfrequenz des Lichtventils 440 synchronisiert zu sein.
Ein Projektionssystem mit einer einzelnen Platte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Lichteffizienz unter Verwendung der Abtasteinheit 430 maximieren.
Im Folgenden wird eine Modifizierung jeder der Lichtröhre, des Farb-Beleuchtungssystems und des Projektionssystems der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 23 dargestellt ist, in Bezug auf die 28 und 29 beschrieben.
In Bezug auf 28 beinhaltet eine Modifizierung des in 23 dargestellten Projektionssystems die Lichtquelle 410, die Lichtröhre 415 zum Aufteilen von von der Lichtquelle 410 abgestrahltem Licht gemäß der Farbe, eine Abtasteinheit 460 zum Abtasten von farbigen Lichtstrahlen, in die das Licht durch die Lichtröhre 415 aufgeteilt worden ist, und das Lichtventil 440 zum Erzeugen einer Abbildung durch Verarbeiten der farbigen Lichtstrahlen gemäß einem Abbildungssignal.
Das Projektionssystem von 28 ist dasselbe wie das in 23 dargestellte, mit der Ausnahme, dass die Abtasteinheit 460 verwendet wird. Da die Elemente von 28, die mit denselben Referenznummern versehen sind wie die aus 23, dieselben Funktionen ausführen, werden sie an dieser Stelle nicht beschrieben.
Wie dies in 28 dargestellt ist, beinhaltet die Abtasteinheit 460 eine Zylinderlinsen-Anordnung 457, die drehbar auf einem Lichtweg eingebaut ist und eine Antriebsquelle 459 zum Drehen der Zylinderlinsen-Anordnung 457.
Die Zylinderlinsen-Anordnung 457 ist ein Zylinder, an dem eine Vielzahl von Zylinderlinsen 457a angeordnet ist. Die Zylinderlinsen 457a konvergieren oder divergieren unabhängig einfallendes Licht. Anstatt aus geometrisch konkaven Zylinderlinsen 457a gebildet zu sein, kann die Zylinderlinsen-Anordnung 457 eine Platte sein, auf der ein Beugungsmuster, das einfallendes Licht konvergieren oder divergieren kann, ausgebildet ist.
Die Zylinderlinsen-Anordnung 457 wird durch die Antriebsquelle 459 gedreht, bei der es sich um eine typische Drehantriebs-Vorrichtung, wie beispielsweise ein Motor oder Ähnliches handelt. Da die Struktur der Drehantriebs-Vorrichtung gut bekannt ist, wird sie an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben. Die Zylinderlinsen-Anordnung 457 ist so angeordnet, dass die Zylinderlinsen 457a ersten und zweiten Fokussierlinsen 455 und 458 gegenüberliegend angeordnet sein können. Wenn sich die Zylinderlinsen-Anordnung 457 dreht, werden die Zylinderlinsen 457 abgetastet, während sie allmählich nach oben oder unten bewegt werden. Eine wirksame Fläche der Zylinderlinsen-Anordnung 457, die zum Abtasten der Zylinderlinsen 457a beiträgt, das mit der Drehung der Zylinderlinsen-Anordnung 457 durchgeführt wird, ist die Fläche, der jede der ersten und zweiten Fokussierlinsen 455 und 458 gegenüberliegen. Wie dies voranstehend beschrieben worden ist, stellt die Zylinderlinsen-Anordnung 457 einen Effekt zur Verfügung, bei dem angestrebt wird, dass zwei Zylinderlinsen-Anordnungen des Plattentyps arbeiten.
Eine Modifizierung des Farb-Beleuchtungssystems der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt eine Farb-Abtastung unter Verwendung der Lichtquelle 410, der Lichtröhre 145 und der Abtasteinheit 460. Vorzugsweise beinhaltet das modifizierte Farb-Beleuchtungssystem des Weiteren erste und zweite Fokussierlinsen 455 und 458, die ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435, sowie die Weiterleitungslinse 438.
Die ersten und zweiten Fokussierlinsen 455 und 458 sind so angeordnet, dass sie einigen der Zylinderlinsen 457a der Zylinderlinsen-Anordnung 457 gegenüberliegen. Jede der ersten und zweiten Fokussierlinsen 455 und 458 können Halbzylinderlinsen sein.
Da die zweite Fokussierlinse 458 im Wesentlichen die gleiche Struktur hat, wie die Fokussierlinse, die in 14 dargestellt ist, wird sie an dieser Stelle nicht ausführlich beschrieben.
Wie dies in 29 dargestellt ist, ist eine zweite Fokussierlinse 456 anstatt der zweiten Fokussierlinse 458 zwischen den ersten und den zweite Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 eingebaut. Die zweite Fokussierlinse 465 kann eine Zylinderlinsen-Anordnung sein.
In dem modifizierten Projektionssystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung landen farbige Lichtstrahlen, in die das Licht durch die Lichtröhre 415 aufgeteilt worden ist, an dem Lichtventil 440, so dass Lichtstrahlen derselben Farbe darauf unter Verwendung der ersten und zweiten Fliegenaugen-Linsenanordnungen 433 und 435 überlappt sind, wodurch farbige Querstriche erzeugt werden.
Die Lichtröhren der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einfallendes Licht gemäß einem Wellenlängenbereich in farbige Lichtstrahlen aufteilen, und darüber hinaus das einfallende Licht durch Reflektieren von Lichtstrahlen, die mit Winkeln einfallen, die größer als ein kritischer Winkel sind, so dass die Lichtstrahlen innerhalb der Lichtröhren weiterlaufen können, vollständig ausnutzen. Auf diese Weise kann die Lichtnutzungseffizienz erhöht werden. Darüber hinaus weisen Farbaufteilungs-Einheiten unterschiedliche Größen gemäß der Farbe auf, so dass zwischen den Mengen von Licht von unterschiedlichen Farben unterschieden wird, so dass verschiedene Farbskalen und unterschiedliche Farbtemperaturen erhalten werden können. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass jede der Lichtröhren dichroitische Spiegelebenen unterschiedlicher Größen besitzen, damit die Farbtemperatur gesteuert werden kann und damit verschiedene Stimmungen einer Farbabbildung erzeugt werden können.
Darüber hinaus können die Lichtröhren die Lichteffizienz durch Aufteilen des einfallenden Lichtes gemäß der Farbe erhöhen, um eine Farb-Abtastung unter Verwendung von sowohl P-polarisiertem als auch S-polarisiertem Licht als effektives Licht zu erzielen.
Jedes der Farb-Beleuchtungssysteme der voranstehend erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine einzelne Abtasteinheit, die von den Lichtstrahlen passiert wird. Auf diese Weise kann die Konfiguration eines Projektionssystems vereinfacht werden, und der Lichtverlust kann reduziert werden. Zusätzlich dazu verwendet jedes der Farb-Beleuchtungssysteme eine einzelne Abtasteinheit zum Durchführen von Abtastung, so dass die optische Konfiguration eines Projektionssystems vereinfacht wird. Da darüber hinaus die Farb-Beleuchtungssysteme farbige Querstriche erzeugen, können durch Steuern der farbigen Querstriche unterschiedliche farbige Abbildungen erzeugt werden, und dementsprechend kann die Qualität einer farbigen Abbildung verbessert werden.
Da die Projektionssysteme der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte sind, kann ihre optische Konfiguration vereinfacht werden, und die Anzahl an Bauteilen für das Erzielen von Abtastung wird reduziert. Auf diese Weise kann ein leichtes, kostengünstiges Projektionssystem erzielt werden. Da die Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte in Übereinstimmung mir der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Abtasteinheit farbige Querstriche abtasten, können sie dieselbe Lichteffizienz wie die Lichteffizienz eines Projektionssystems mit drei Platten erzielen. Genauer gesagt, teilt jedes der Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weißes Licht mit einem Mal in rote, grüne und blaue Lichtstrahlen auf, um eine farbige Abbildung zu erzeugen. Dementsprechend können die Projektionssysteme mit einer einzelnen Platte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dieselbe Lichteffizienz erhalten, wie die Lichteffizienz eines Projektionssystems mit drei Platten.

Claims

Farb-Videoprojektor, der beinhaltet: einen Strahlteiler, der eine Vielzahl von dichroitischen Elementen (80, 82, 84) umfasst, die in einer Linie in einem Lichtweg angeordnet sind, um gemäß der Farbe das Licht (L₁, L₂, L₃) selektiv aus dem Lichtweg heraus zu lenken; erste und zweite Fokussierlinsen-Einrichtungen (85, 87); bewegliche Eingangs- und Ausgangs-Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen (91, 93; 195) die zwischen den ersten und zweiten Fokussierlinsen-Einrichtungen (85, 87) angeordnet sind; und Stellgliedeinrichtungen (100, 100') für das Bewegen der Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen (91, 93; 195); wobei die erste Fokussierlinse (85) positioniert ist, um das farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) von dem Strahlteiler (70) zu empfangen; und die Betätigung der Stellgliedeinrichtungen (100, 100') erzeugt eine deutliche Abtastung von im Wesentlichen einfarbigen Querstrichen von dem farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) von dem Strahlteiler (70); dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von dichroitischen Elementen erste, zweite und dritte dichroitische Prismen (79, 81, 83) beinhaltet, die jeweils erste, zweite und dritte Spiegelebenen (80, 82, 84) aufweisen, die angeordnet sind, um das Licht (L) aufzuteilen, und um das farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) mit verschiedenen Winkeln weiterzubringen, wobei die erste Spiegelebene (80) bezüglich der Achse des einfallenden Lichts (L) geneigt ist und ein erstes farbiges Licht (L₁) aus dem weißen Licht reflektiert, während sie das andere farbige Licht (L₂, L₃) überträgt, die zweite Spiegelebene (82) bezüglich der Achse des einfallenden Lichts (L) geneigt ist und ein zweites farbiges Licht (L₂) aus dem farbigen Licht (L₂, L₃) reflektiert, das durch das erste dichroitische Prisma (79) übertragen wird, während sie das andere farbige Licht (L₃) überträgt, die dritte Spiegelebene (84) bezüglich der Achse des einfallenden Lichts (L) geneigt ist und ein drittes farbiges Licht (L₃) reflektiert, das durch das zweite dichroitische Prisma (81) übertragen wird, und jeweils das Äußere von dem ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prisma (79, 81, 83) durch reflektierende Ebenen (79a, 79b, 81a, 81b, 83a, 83b) ausgebildet wird, die Licht reflektieren, das infolge eines Unterschieds zwischen den Beugungsindizes jeder der reflektierende Ebenen (79a, 79b, 81a, 81b, 83a, 83b) und der Außenseite mit einem vorgegebenen Winkel einfällt, so dass das einfallende Licht innerhalb des ersten, zweiten und dritten dichroitischen Prismas (79, 81, 83) weiterläuft.
Farb-Videoprojektor nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine Lichtquelle (60), die angeordnet ist, um ein Licht (L) zu erzeugen und abzustrahlen; wobei der Strahlteiler angeordnet ist, um das Licht (L) zu empfangen, das von der Lichtquelle (60) erzeugt wird; und die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen (91, 93; 195) sind angeordnet, um die Wege des farblich aufgeteilten Lichts (L₁, L₂, L₃) zu verändern, das durch die Fokussierlinse (85) fokussiert wird, und periodisch das farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) zu scrollen; der ferner umfasst: eine Fliegenaugen-Linsenanordnung (110), die angeordnet ist, um das farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) zu liefern, das durch die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtungen (91, 93; 195) übertragen wird; ein Lichtventil (130), das eine Abbildung aus dem farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) erzeugt, das von der Fliegenaugen-Linsenanordnung (110) übertragen wird; und eine Projektionslinseneinheit (140), welche die Abbildung, die durch das Lichtventil (130) erzeugt wird, vergrößert und die vergrößerte Abbildung auf einen Bildschirm (150) projiziert.
Farb-Videoprojektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste, zweite und dritte Spiegelebene (80, 82, 84) bezüglich der Achse des Lichts (L) mit verschiedenen Winkeln (θ₁, θ₂, θ₃) geneigt sind und das erste, zweite und dritte farblich aufgeteilte Licht (L₁, L₂, L₃) so reflektieren, dass ihre Achsen konvergieren.
Farb-Videoprojektor nach Anspruch 1, 2 oder 3, der ferner umfasst: einen ersten polarisierten Strahlteiler (73), der auf einer Lichteinfallebene des ersten dichroitischen Prismas (79) eingebaut ist und ein erstes Licht mit einer Polarisationsrichtung in Richtung des ersten dichroitischen Prismas (79) überträgt, während er ein zweites Licht mit der anderen Polarisationsrichtung reflektiert; einen zweiten polarisierten Strahlteiler (75), der das zweite Licht, das von dem ersten polarisierten Strahlteiler (73) empfangen wird, wieder in Richtung des ersten dichroitischen Prismas (79) reflektiert; und eine ½-Wellenlängen-Platte (77), die entweder zwischen dem ersten polarisierten Strahlteiler (73) und dem ersten dichroitischen Prisma (79) oder zwischen dem zweiten polarisierten Strahlteiler (75) und dem ersten dichroitischen Prisma (79) eingebaut ist, und die Polarisationsrichtung des zweiten Lichts zu der des ersten Lichts umwandelt, so dass das Licht (L) in ein farblich aufgeteiltes Licht (L₁, L₂, L₃) mit einer identischen Polarisationsrichtung umgewandelt wird.
Farb-Videoprojektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, der ferner einen Kondensor (71) umfasst, der auf einem Lichtweg zwischen der Lichtquelle (60) und dem ersten polarisierten Strahlteiler (73) eingebaut ist und das Licht (L) konzentriert und überträgt.
Farb-Videoprojektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede der ersten und zweiten Fokussierlinsen (85, 87) eine Zylinderlinse ist, die einen einfallenden Strahl so fokussiert, dass der Querschnitt des einfallenden Strahls nur in einer Richtung verringert wird.
Farb-Videoprojektor nach einem der Ansprüche von 1 bis 5, wobei jede der ersten und zweiten Fokussierlinsen (85, 87) ein optisches Beugungselement ist, das ein Beugungsbild aufweist, das einen einfallenden Strahl so fokussiert, dass der Querschnitt des einfallenden Strahls nur in einer Richtung verringert wird.
Farb-Videoprojektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (91) eine Vielzahl von Zylinderlinsen (91a) aufweist, die eine identische Beugungsfähigkeit aufweisen, aneinander angrenzend angeordnet sind und das einfallende Licht unabhängig konvergieren oder diver gieren, wobei der Farb-Videoprojektor umfasst: eine erste Antriebsquelle (100), welche die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (91) antreibt, um sie in einer Richtung hin- und herzubewegen, die senkrecht zu der Achse des einfallenden Lichts liegt, so dass das Licht, das durch die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (91) läuft, gescrollt werden kann.
Farb-Videoprojektor nach Anspruch 8, der umfasst: eine zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (93), die von der Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (91) getrennt ist und eine zweite Vielzahl von Zylinderlinsen (93a) beinhaltet, die eine identische Beugungsfähigkeit aufweisen, aneinander angrenzend angeordnet sind und das einfallende Licht unabhängig konvergieren oder divergieren; und eine zweite Antriebsquelle (100'), welche die zweite Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung (93) antreibt, um sie in einer Richtung hin- und herzubewegen, die senkrecht zu der Achse des einfallenden Lichts liegt.
Farb-Videoprojektor nach einem der Ansprüche von 1 bis 7, wobei die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung eine sich drehende Zylinderlinsen Anordnung (195) umfasst, die drehbar auf einem Lichtweg eingebaut ist, und ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von Zylinderlinsen (195a) mit einer identischen Beugungsfähigkeit aneinander angrenzend an einem äußeren Umfang eines Zylinders angeordnet ist, wobei der Farb-Videoprojektor umfasst: eine Antriebsquelle (200), welche die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnung (195) dreht.
Projektionssystem nach Anspruch 10, wobei die sich drehende Zylinderlinsen-Anordnung (195) ein optisches Beugungselement ist, das ein Beugungsbild aufweist, das die Funktion der Zylinderlinsen (195a) durchführen kann.
Projektionssystem nach Anspruch 2, das ferner eine Weiterleitungslinse (120) umfasst, die Licht, das durch eine Fliegenaugen-Linsenanordnung (110) übertragen wird, an eine vorgegebene Stelle liefert.
Farb-Videoprojektor nach einem der Ansprüche von 1 bis 7, wobei die zweite Spiegelebene (322) einen Bereich aufweist, der einem Bereich der ersten dichroitischen Spiegelebene (321) entspricht oder sich davon unterscheidet; und die dritte dichroitischen Spiegelebene (323) einen Bereich aufweist, der sich mindestens von einem der Bereiche der ersten und zweiten dichroitischen Spiegelebenen (321, 322) unterscheidet; und die Zylinderlinsen-Anordnungseinrichtung umfasst: eine erste spiralförmige Linsenscheibe (326), die eine Vielzahl von Zylinderlinsenzellen (326a) beinhaltet, die spiralförmig angeordnet sind, und sie ist so aufgebaut, dass sie sich drehen kann; eine zweite spiralförmige Linsenscheibe (327), die der ersten spiralförmigen Linsenscheibe (326) gegenüberliegend eingebaut ist und so aufgebaut ist, dass sie sich mit derselben Drehzahl wie die erste spiralförmige Linsenscheibe (326) drehen kann; und einen Glasstab (328), der zwischen der ersten und zweiten spiralförmigen Linsenscheibe eingebaut ist.
Farb-Videoprojektor nach Anspruch 13, der ferner umfasst: eine erste Zylinderlinse (425), die zwischen dem Strahlteiler (415) und der ersten spiralförmigen Linsenscheibe (426) eingebaut ist und den Querschnitt des farblich aufgeteilten Lichts (I₁, I₂, I₃) verengt, das auf die erste spiralförmige Linsenscheibe (426) fokussiert wird; und eine zweite Zylinderlinse (431), die hinter der zweiten spiralförmigen Linsenscheibe (427) eingebaut ist und einfallendes farblich aufgeteiltes Licht parallel richtet, um einen parallelen Strahl auszubilden.