EP2135460A1 - Method and device for projecting an image on a projection surface - Google Patents

Method and device for projecting an image on a projection surface

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Publication number
EP2135460A1
EP2135460A1 EP08757950A EP08757950A EP2135460A1 EP 2135460 A1 EP2135460 A1 EP 2135460A1 EP 08757950 A EP08757950 A EP 08757950A EP 08757950 A EP08757950 A EP 08757950A EP 2135460 A1 EP2135460 A1 EP 2135460A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mirror
light beam
facet
image
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08757950A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürgen KRÄNERT
Wolfram Biehlig
Andreas Zintl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LDT Laser Display Technology GmbH
Original Assignee
LDT Laser Display Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LDT Laser Display Technology GmbH filed Critical LDT Laser Display Technology GmbH
Publication of EP2135460A1 publication Critical patent/EP2135460A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for projecting an image on a projection surface, which is composed of pixels, with at least one
  • the deflection device consists essentially of a scanner unit, which consists of a polygon mirror, a lens or lens system, a suitable arrangement of deflecting mirrors, a diaphragm and a galvanometer mirror and according to the requirements according to the method are arranged to each other.
  • a parallel or nearly parallel light bundle is in each case subjected to the image and color information of different pixels of a video image.
  • Deflection systems are known both from laser printing technology and from laser video technology. Common to these techniques is that they are illuminated to represent an image, a matrix arrangement of pixels in a grid by means of a bundle of laser light beams or another parallel light beam. The light beam is scanned over a surface to be illuminated over several lines in the so-called row direction.
  • this surface to be illuminated can be a suitable nete projection surface, as they come as a large-scale display and projection systems high picture quality in the multimedia area at major events or as an advertising medium, or a flat screen or spherical projections, such as the dome of a planetarium or a Generalzylinderflache, as in some flight simulators be ,
  • a laser video system is known in which the light beam is modulated with different color and brightness at any time. While it illuminates different pixels of the area due to the rasterization, it is equipped with the information content desired for each illuminated pixel. As a result, a colored picture appears on the surface.
  • a laser video system of this type requires an extremely high deflection speed for the light beam due to the large number of pixels.
  • a fast rotating polygon mirror is used for the line deflection and a tilt mirror for the image deflection.
  • DE 43 24 849 C2 also describes a transformation optics for line and image deflection of the type which is intended to change the rasterized image and in particular to increase it.
  • Such transform optics have been found to be suitably corrected for color aberrations and image distortions on flat screens only if the condition is met that, for example, the angle of reflection and the tangent of the angle of incidence for illuminating each pixel are in a fixed relationship , The compensation is effected by a corresponding transformation optics.
  • a certain decrease in brightness and a border discoloration of the image are not corrected. In some cases, slight reddish or greenish discoloration occurs on the left or right edge of the picture and vice versa.
  • 07-01-PCT EP 1 031 866 A2 describes a relay optics for a deflection system and a corresponding deflection system, both of which are intended to be less expensive and in particular can also be easily optimized with regard to color errors.
  • a solution is described that in a single optical lens
  • a projection lens system is known, which achieves an aberration correction, in particular at the edges of the screen.
  • a solution to this problem is known from DE 102004001389 B4. But it has the disadvantage that it is not applicable to a fiber duo, which, however, is a prerequisite for being able to write two lines at the same time in the laser projection and to achieve higher resolutions.
  • a fiber duo i.S.
  • the present invention consists of two closely spaced fiber cores. From both fiber cores emerges each a divergent and modulated light beam, which are mapped together via the fiber extraction.
  • the object of the invention is therefore to improve the known from the prior art generic method or the video system so that the edge drop (better brightness homogeneity in the picture) and the edge discoloration in video projection minimized by means of laser, and the Hellig- keitsverlauf in the projected Image can be significantly improved.
  • the object is achieved by a method in which at least one of an optical fiber coming light beam, according to the features of the characterizing part of claim 1 meets the mirror facets of the polygon mirror.
  • the invention also relates to a device for deflecting the light beam / s, according to the features of the characterizing part of the claim
  • the light beam (s) (2) are / are directed after a fiber extraction unit (3) so that they meet / hit twice in succession on mirror facets of the polygon mirror (4).
  • the diameter with which the beam (s) (2) strikes a first mirror facet of the polygonal mirror (4) is dimensioned so that it is practically not or only to a small extent trimmed at the facet edges.
  • the invention is understood to mean "to a lesser extent” if the brightness at the edge of the image does not drop below the middle of the image below a value of 70% (see also Fig.
  • this is approximately 1 mm from the first mirror facet
  • the beam diameter is set so large that a smallest possible light spot is achieved on the projection screen, with the beam diameter on the second mirror facet being present This means that it is trimmed at the facet edges
  • the invention speaks of a "frozen beam.” As a result, the image size (larger maximum scanning angle) is simultaneously enlarged while the dot size remains the same on the screen, or the achievable pixel density is increased.
  • the method and the device according to the invention can be implemented in various designs both with a simple fiber
  • the deflection device designates a device consisting of a polygon mirror (4) arranged after the fiber extraction unit (3) with a suitable number of mirror facets, downstream optical elements such as lens or lens system (5), a suitable number of deflection mirrors which are in your Arrangement and number are positioned to each other so that they direct the light beam (2) according to the inventive method twice on mirror facets of the polygon mirror (4) and this successively the facet 4a and the second contact the facet 4b hits, and suitably one or several arranged aperture (s) (8).
  • the plane mirrors or deflection mirrors can also be in front of the various embodiments
  • Lens or the lens system (5) may be arranged downstream of the polygon mirror (4). Downstream of the polygon mirror (4) is a galvanometer mirror (9), which is positioned so that it directs the light beam (2) onto the projection screen (10) after the second deflection from the polygon mirror.
  • a galvanometer mirror (9) Downstream of the polygon mirror (4) is a galvanometer mirror (9), which is positioned so that it directs the light beam (2) onto the projection screen (10) after the second deflection from the polygon mirror.
  • the light beam (2) is collimated or focused on the projection screen (10).
  • the deflecting mirrors (6, 7, ...) are arranged relative to one another such that they direct the light beam (2) a second time onto the polygonal mirror (4), as described.
  • On a second mirror facet the beam (2) is reflected and directed to the galvanometer mirror (9), which causes a deflection in or near vertical direction (perpendicular with respect to the paper plane of Fig. 1) for image formation.
  • the beam diameter on the second facet corresponds approximately to the width of the mirror facet.
  • the lens / lens system (5) has a second task: Depending on the position of the rotating polygon mirror (4), the light beam (2) at the 1st facet
  • the beam has the direction Fl then the direction F2.
  • the lens / lens system (5) ensures that the point of impact of the beam on the second facet (4b) remains practically unchanged, although this is due to the rotation of the
  • Polygon mirror (4) further moved (moving beam, positions Fl and F2). At the same time the angle of incidence changes. the second facet, and this leads to an increase in the horizontal scanning angle in the image (corresponding to the selection of suitable mirrors), see also FIG. 5.
  • the focal length of the lens / lens system (5) must be chosen to be at least large enough so that an error due to the variable distance to the facet surface, radial stroke through the rotation, remains negligible, see FIGS. 5 and 9.
  • the number and arrangement of the deflection mirror between the two facets may differ from the example in FIG. 1. It is e.g. also possible to use a larger number of deflecting mirrors. A further embodiment in this respect is shown in FIG. 10. Importantly, the two functions, i. moving beam and enlargement of the scanning angle, remain intact.
  • Another embodiment of the invention results from the combination with an additional infrared light source so as to scan both red-green-blue (RGB) and infrared radiation into an image.
  • RGB red-green-blue
  • the infrared signal coming from an additional laser via a dichroic mirror into the beam path of the optical fiber (2), e.g. in Fig. 1 or 10, before the first mirror facet (4a) involved.
  • FIG. 1 shows schematically the principle of the scanner unit according to the invention for a laser-assisted color image display and projection device, from which the invention proceeds;
  • FIG. 2 schematically shows the principle of the scanner unit according to the invention according to FIG. 1 as a side view, the angle ⁇ being adjustable as required;
  • the light path does not have to lie in one plane with the polygon mirror (4).
  • Fig. 2 There is an angle of 2 ⁇ between the fiber and the lens (5) and the deflecting mirrors. This has the advantage of a space-saving design.
  • the deflection mirrors are shown lying in one plane.
  • Fig. 3 shows the principle of the scanner unit according to the invention of Fig. 1 as a side view, wherein, in contrast to Fig. 2, the facet surfaces of the polygon mirror (4) are inclined with respect to the axis of rotation.
  • the beam direction coming from the fiber and directly in front of the galvanometer mirror (9) is perpendicular to the axis of rotation of the polygon mirror (4).
  • Fig. 4 shows the construction of a conventional laser scanner according to the prior art in plan view
  • FIG. 4 shows the basic structure of a conventional scanner.
  • the deflection of the lines in the horizontal direction is realized by the rotation of the polygon mirror, while the galvanometer mirror determines the position of the lines in the vertical direction.
  • the image is generated analogously to the electron beams in the television picture tube by deflecting laser beams.
  • Each individual facet of the polygon mirror creates a line in the image.
  • Fiber extraction (3) (usually an achromatic) collimates the beam (2) or focuses it on the projection screen (10). Only one mirror facet per line is used (with fiber duo two lines). The beam diameter at the polygon mirror corresponds approximately to the width of the facet.
  • FIG. 5 shows the position of the light beams in the case of an example of a six-dimensional polygon mirror for two successive points in time;
  • FIG. In Fig. 5 the vignetting of the light beam is shown.
  • the left partial image (conventional laser scanner) shows how the facet surface moves through the light beam. This causes a truncation of the beam from Fl to F2.
  • From the right partial image (scanner unit according to the invention), it can be seen that the light beam always strikes the second facet 4b at the same point, and due to its co-movement there is no variable trimming.
  • the so-called freezing effect of the incident beam and the change of its direction are recognizable in this scanner unit.
  • FIG. 6 shows a typical brightness progression in the horizontal image direction for a laser projector according to FIG. 4 (conventional);
  • FIG. 6 shows a typical brightness progression in the horizontal image direction for a laser projector according to FIG. 4 (conventional);
  • the horizontal position 0 (1) corresponds to the left (right) image edge.
  • the three main colors red, green and blue differ slightly in terms of the distribution of brightness, which may cause edge discoloration.
  • FIG. 7 shows a brightness curve for a smaller beam diameter (about 1/3) in comparison to FIG. 6; FIG. In the middle of the picture, the brightness is practically constant. The edge waste is much lower. The edge drop can be further reduced by making the image narrower by marginal trimming.
  • the loss of light energy by vignetting is only 5% (example of Fig. 6: 17%).
  • the gradient of the edge drop becomes slightly larger.
  • the beam diameter on the projection screen (10) remains unchanged.
  • the ratio between image size and beam diameter in the image is larger. With a larger image representation by angle changes, more pixels can be accommodated in the image with the same beam diameter. This makes it possible to achieve higher image formats (for example: QXGA).
  • FIG. 9 shows the illustration of the beam direction in the upper image; Representation of the beam diameter in the lower picture.
  • the focal lengths of fiber extraction and the subsequent lens are f FAK and f.
  • a crossing point of the rays is at the location of the aperture.
  • Foci are located at the end of the fiber, after the first facet and near the relatively distant projection screen.
  • the corresponding symbols for the lengths are indicated.
  • 07-01-PCT 10 shows an embodiment of the scanner device according to the invention with 4 deflecting mirrors.
  • the vignetting of the beam described above in the previous embodiment now leads to the reduction of the brightness in the image, especially on the right and left edges of the image, see Fig. 6.
  • edge discoloration in the image is explained by differences in the brightness distribution in the light beam for the three main colors red, green and blue.
  • the brightness distribution of the individual colors is determined by the optical fiber and depends in particular on the curvatures of the fiber, so it can hardly be selectively influenced.
  • these mentioned effects are substantially reduced. This is done on the first facet by a strong reduction of the beam diameter, e.g. 1/3 of the facet width. Although the facet passes through the beam, most of the time the beam is not trimmed. If he is too far in the periphery of the
  • Facet occurs, the light is turned off due to the line gap, i. this facet area does not contribute, or only to a small extent, to image formation.
  • the beam with a diameter of about one facet width strikes the second facet. Since the beam now moves with this facet, i. Here is virtually frozen, there is also no annoying vignetting or vignetting is much weaker than the conventional laser scanner, Fig. 4 and 5.
  • this method according to the invention and the associated device make it possible to realize larger scan angles while the polygon mirror is unchanged.
  • the horizontal scan angle increases compared to the conventional solution, Fig. 4, about one third of the angle of incidence.
  • a horizontal scan angle of 26 ° for a 25-area polygon
  • a horizontal scan angle of 35 ° results.
  • the number of mirror facets of the polygon is preferably in the range of 10 to 50. Especially suitable are polygons having 20 to 30 areas / mirror facets.
  • the scan angle is variably adjustable without requiring a change in the light output in the image.
  • the angle change of the angle of incidence is adjusted by a displacement of fiber extraction, lens and the deflection mirror over a certain range. For example, you can set an angle change between 3 ° and 10 ° for the incident beam. This would give horizontal scan angles in the range of 29 ° to 36 °.
  • a readjustment of the device in a conventional manner is required. One could do without the development of one or the other expensive objective at the same time.
  • Hi, i 0, ..., 5: maximum distance of the light beam to each other at the position i
  • 07-01-PCT L 8 is calculated according to the relationship:
  • B equals the shift of the 2nd facet perpendicular to the beam direction, while a line is scanned from left to right in the image.
  • the beam diameter D5 should be identical to the beam diameter at the fiber extraction (FAK) of the conventional laser scanner so that the same beam diameter is present on the screen; see. Comments on Fig. 8. ⁇ i is given by the optical fiber.
  • ⁇ 4b 31.2 °
  • D 4a 1.00 mm
  • H 5 44.3 mm
  • Li 60 mm
  • L 3 104 mm
  • L 4a 96 mm
  • L ' 4a 80 mm
  • L 5 480 mm
  • L 8 43, 3 mm
  • ⁇ 4b 29.3 °
  • D 4a 0.63 mm
  • H 5 41.6 mm
  • Li 81 mm
  • L 3 120 mm
  • L 4a 90 mm
  • L ' 4a 80 mm
  • L 5 720 mm
  • L 4 69.3 mm.

Abstract

The invention relates to a method and a device for projecting an image made up of pixels onto a projection surface, comprising at least one variable-intensity light source emitting a light beam and a decoupling device after the fiber, and a connecting deflection device directing the light beam onto a projection surface. In the solution according to the invention, the light beam(s) (2) after a fiber decoupling unit (3) are deflected such that said beams strike mirror facets of the polygonal mirror (4) twice in a row. The diameter at which the beam (2) strikes the first mirror facet of the polygonal mirror (4) is adjusted such that it is dimensioned to practically not be cut by the facet edges. At the second strike, it is directed such that it always intersects the mirror facet at the same location. The deflection device essentially comprises a scanner unit (polygonal mirror), a lens, a suitable arrangement of deflecting mirrors, a shutter/shutter system and a galvanometer mirror, located appropriately for the requirements according to the method.

Description

[Patentanmeldung] [Bezeichnung der Erfindung:] [Patent Application] [Description of the Invention:]
Verfahren und Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine ProjektionsflächeMethod and apparatus for projecting an image onto a screen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche, welches aus Bildpunkten aufgebaut ist, mit mindestens einer einThe invention relates to a method and a device for projecting an image on a projection surface, which is composed of pixels, with at least one
Lichtbündel aussendenden, in ihrer Intensität veränderbaren Lichtquelle und einer Auskoppeleinrichtung nach der Faser, wie sie zum Beispiel aus der DE 102004001389 B4 bekannt ist, und einer sich anschließenden Ablenkeinrichtung, die das Lichtbündel auf eine Projektionsfläche leitet. Die Ablenkvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Scannereinheit, die aus einem Polygonspiegel, einer Linse bzw. Linsensystem, einer geeigneten Anordnung von Umlenkspiegeln, einer Blende und einem Galvanometerspiegel besteht und entsprechend den Anforderungen verfahrensgemäß zueinander angeordnet sind.Light beam emitting, variable in intensity light source and a decoupling device after the fiber, as known for example from DE 102004001389 B4, and a subsequent deflection, which directs the light beam onto a projection surface. The deflection device consists essentially of a scanner unit, which consists of a polygon mirror, a lens or lens system, a suitable arrangement of deflecting mirrors, a diaphragm and a galvanometer mirror and according to the requirements according to the method are arranged to each other.
Zur Videoprojektion wird ein paralleles oder nahezu paralleles Lichtbündel jeweils mit der Bild- und Farbinformation von verschiedenen Bildpunkten eines Videobildes beaufschlagt. Bei allen bekannten Systemen für die Bilderzeugung mit Lasern wird mechanisch abgelenkt. Ablenksysteme sind sowohl aus der Laserdrucktechnik als auch aus der Laservideotechnik bekannt. Gemeinsam ist diesen Techniken, dass sie zur Darstellung eines Bildes eine Matrixanordnung von Bildpunkten in einem Raster mittels eines Bündels von Laserlichtstrahlen oder einem anderen parallelen Lichtbündel beleuchtet wird. Das Lichtbündel wird dabei über eine zu beleuchtende Fläche über mehrere Zeilen in der so genannten Zeilenrichtung gerastert. Diese zu beleuchtende Fläche kann beispielsweise eine geeig- nete Projektionsfläche, wie sie als großflächige Anzeige- und Projektionssysteme hoher Bildqualität im Multimediabereich bei Großveranstaltungen oder als Werbeträger zum Einsatz kommen, oder ein ebener Bildschirm oder auch sphärische Projektionen, wie beispielsweise in die Kuppel eines Planetariums oder eine Teilzylinderflache, wie bei manchen Flugsimulatoren, sein.For video projection, a parallel or nearly parallel light bundle is in each case subjected to the image and color information of different pixels of a video image. In all known systems for imaging with lasers is mechanically deflected. Deflection systems are known both from laser printing technology and from laser video technology. Common to these techniques is that they are illuminated to represent an image, a matrix arrangement of pixels in a grid by means of a bundle of laser light beams or another parallel light beam. The light beam is scanned over a surface to be illuminated over several lines in the so-called row direction. For example, this surface to be illuminated can be a suitable nete projection surface, as they come as a large-scale display and projection systems high picture quality in the multimedia area at major events or as an advertising medium, or a flat screen or spherical projections, such as the dome of a planetarium or a Teilzylinderflache, as in some flight simulators be ,
Aus der DE 43 24 849 C2 ist ein Laservideosystem bekannt, bei dem zu jedem Zeitpunkt das Lichtbündel mit unterschiedlicher Farbe und Helligkeit moduliert wird. Während es aufgrund des Rasterns unterschiedliche Bildpunkte der Fläche beleuchtet, wird es mit dem für jeden beleuchteten Bildpunkt gewünschten Informationsinhalt ausgestattet. Im Ergebnis dessen entsteht auf der Fläche ein farbiges Bild. Ein Laservideosystem dieser Art erfordert eine außerordentlich hohe Ablenkgeschwindigkeit für das Lichtbündel aufgrund der großen Anzahl von Bildpunkten. Ein sich schnell drehender Polygonspiegel wird dabei für die Zeilenablenkung und ein Schwenkspiegel für die Bildablenkung verwendet. In der DE 43 24 849 C2 ist auch eine Trans- formationsoptik für Zeilen- und Bildablenkung der Art beschrieben, die das gerasterte Bild verändern und insbesondere vergrößern soll . Bei derartigen Transformationsoptiken hat sich herausgestellt, dass diese bei ebenen Bildschirmen ausschließlich dann bezüglich Farbfehler und Bildverzerrungen in geeigneter Weise korrigiert werden können, wenn die Bedingung eingehalten wird, dass beispielsweise der Ausfallswinkel und der Tangens des Einfallswinkels zum Beleuchten jedes Bildpunkts in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Die Kompensation erfolgt hierbei durch eine entsprechende Trans- formationsoptik. Nicht korrigiert werden dabei jedoch ein gewisser Helligkeitsabfall und eine Randverfärbung des Bildes. In manchen Fällen kommt es zu leichten rötlichen oder grünlichen Verfärbungen am linken bzw. rechten Bildrand und umgekehrt .From DE 43 24 849 C2, a laser video system is known in which the light beam is modulated with different color and brightness at any time. While it illuminates different pixels of the area due to the rasterization, it is equipped with the information content desired for each illuminated pixel. As a result, a colored picture appears on the surface. A laser video system of this type requires an extremely high deflection speed for the light beam due to the large number of pixels. A fast rotating polygon mirror is used for the line deflection and a tilt mirror for the image deflection. DE 43 24 849 C2 also describes a transformation optics for line and image deflection of the type which is intended to change the rasterized image and in particular to increase it. Such transform optics have been found to be suitably corrected for color aberrations and image distortions on flat screens only if the condition is met that, for example, the angle of reflection and the tangent of the angle of incidence for illuminating each pixel are in a fixed relationship , The compensation is effected by a corresponding transformation optics. However, a certain decrease in brightness and a border discoloration of the image are not corrected. In some cases, slight reddish or greenish discoloration occurs on the left or right edge of the picture and vice versa.
07-01-PCT Die EP 1 031 866 A2 beschreibt eine Relaisoptik für ein Ablenksystem und ein entsprechendes Ablenksystem, die beide weniger aufwendig sein sollen und sich insbesondere auch bezüglich Farbfehler einfach optimieren lassen. Hierin wird eine Lösung beschrieben, die in einem einzigen optischen07-01-PCT EP 1 031 866 A2 describes a relay optics for a deflection system and a corresponding deflection system, both of which are intended to be less expensive and in particular can also be easily optimized with regard to color errors. Herein, a solution is described that in a single optical
System eine Spiegelfläche vorsieht, die das von dem vorgegebenem Ort der ersten Scaneinrichtung durch das zuerst als erstes optische System wirksame einzige optische System fallende Lichtbündel mindestens einmal reflektiert und danach sich zurück zu dem dann als zweites optische System richtet. Statt zweier optischer Systeme wird nur ein einziges optisches System eingesetzt, welches einmal als erstes und danach als zweites optisches System wirkt. Diese Lösung ist derzeitig jedoch nicht realisierbar.System provides a mirror surface that reflects the light falling from the predetermined location of the first scanning device through the first optical system effective as the first optical system falling light beam at least once and then directed back to the then as a second optical system. Instead of two optical systems only a single optical system is used, which acts once as the first and then as the second optical system. This solution is currently not feasible.
Aus verschiedenen Patent- und Literaturveröffentlichungen sind Lösungen zur Korrektur von Farbfehlern durch verschiedene Linsensysteme und der Farbkorrektur der Objektive bekannt. In der US 5,838,480 A wird eine Korrektur der chromatischen Abberation durch die dem Polygonspiegel nachgeordneten Zylinderlinsen und einem diffraktiven Element bewirkt. JP 2001194608 A beschreibt ein Diffraktionselement in der Form eines Deckglases in Verbindung mit einem Schutzsystem, das vor dem Polygonspiegel angeordnet ist . In JP 20011350116 A ist wiederum eine schräge Anordnung eines diffraktiven Elementes zwischen Polygonspiegel und Linsensystem beschrieben, welches chromatische Differenzen bei Vergrößerungen vermeiden will, ohne dass Geisterbilder oder Krümmungen bei der Zeilenabtastung auftreten. In DE 69417174 T2 (S. 19, Z.23, bis S. 20, Z.29 und S. 20, Z.18-20) ist auch eine Farbbildprojektionsvorrichtung beschrieben, bei welcher in einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele eine optische Verzögerung zum Einsatz kommt,Various patent and literature publications disclose solutions for correcting chromatic aberrations by various lens systems and color correction of the objectives. In US Pat. No. 5,838,480 A, a correction of the chromatic aberration is effected by the cylindrical lenses downstream of the polygon mirror and a diffractive element. JP 2001194608 A describes a diffraction element in the form of a cover glass in conjunction with a protection system which is arranged in front of the polygon mirror. JP 20011350116 A again describes an oblique arrangement of a diffractive element between polygon mirror and lens system, which aims to avoid chromatic differences in magnifications without ghosting or curvature occurring in the line scan. In DE 69417174 T2 (page 19, Z.23, to page 20, Z.29 and page 20, Z.18-20), a color image projection apparatus is described in which use in one of the described embodiments, an optical delay comes,
07-01-PCT um eine Symmetrie von 180°Phasenverschiebung zweier Lichtstrahlen zu erreichen.07-01-PCT to achieve a symmetry of 180 ° phase shift of two light beams.
Aus DE 4041240 Al (S.11, Z.23-31) ist weiterhin ein Projektionslinsensystem bekannt, welches eine Aberrationskorrektur, insbesondere an den Rändern der Bildwand erzielt.From DE 4041240 Al (p.11, Z.23-31), a projection lens system is known, which achieves an aberration correction, in particular at the edges of the screen.
Alle diese Lösungen verhindern jedoch nicht, dass es bei der eingangs beschriebenen Art von Laservideosystemen zu Helligkeitsabfall und am Rand zu einer Randverfärbung im Bild kommen kann. Eine Lösung dieses Problems ist aus der DE 102004001389 B4 bekannt. Sie hat aber den Nachteil, dass sie nicht auf ein Faserduo anwendbar ist, was jedoch Voraussetzung dafür ist, um bei der Laserprojektion zwei Zeilen gleichzeitig schreiben zu können und höhere Auflösungen zu erreichen. Ein Faserduo i.S. der vorliegenden Erfindung besteht aus zwei eng benachbarten Faserkernen. Aus beiden Faserkernen tritt jeweils ein divergentes und moduliertes Lichtbündel aus, die über die Faserauskopplung gemeinsam abgebildet werden.However, all these solutions do not prevent that there may be a drop in brightness in the type of laser video systems described at the outset and marginal discoloration in the image at the edge. A solution to this problem is known from DE 102004001389 B4. But it has the disadvantage that it is not applicable to a fiber duo, which, however, is a prerequisite for being able to write two lines at the same time in the laser projection and to achieve higher resolutions. A fiber duo i.S. The present invention consists of two closely spaced fiber cores. From both fiber cores emerges each a divergent and modulated light beam, which are mapped together via the fiber extraction.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Verfahren bzw. das Videosystem so zu verbessern, dass der Randabfall (bessere Helligkeitshomogenität im Bild) und die Randverfärbungen bei der Videoprojektion mittels Laser minimiert, und der Hellig- keitsverlauf im projizierten Bild deutlich verbessert werden.The object of the invention is therefore to improve the known from the prior art generic method or the video system so that the edge drop (better brightness homogeneity in the picture) and the edge discoloration in video projection minimized by means of laser, and the Hellig- keitsverlauf in the projected Image can be significantly improved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei der mindestens ein aus einer Lichtfaser kommendes Lichtstrahlbündel, entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 auf die Spiegelfacetten des Polygonspiegels trifft.The object is achieved by a method in which at least one of an optical fiber coming light beam, according to the features of the characterizing part of claim 1 meets the mirror facets of the polygon mirror.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Ablenkung der/des Lichtstrahlbündel/s, entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des AnspruchsThe invention also relates to a device for deflecting the light beam / s, according to the features of the characterizing part of the claim
07-01-PCT Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.07-01-PCT Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird/werden das/die Lichstrahlbündel (2) nach einer Faserauskopplungseinheit (3) so gelenkt, dass diese zweimal hintereinander auf Spiegelfacetten des Polygonspiegels (4) trifft/treffen. Der Durchmesser mit dem der/die Strahl/en (2) auf eine erste Spiegelfacette des Polygonspiegels (4) trifft wird dabei so dimensioniert, dass er an den Facettenkanten praktisch nicht oder nur in geringem Maße beschnitten wird. Die Erfindung versteht dabei unter „in geringem Maße", wenn die Helligkeit am Bildrand nicht unter einem Wert von 70% von der Bildmitte abfällt (siehe auch Fig. 7) . In beispielhafter Ausführung ist dieser etwa 1 mm. Von der ersten Spiegelfacette kommend wird er in der Folge mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung ein zweites Mal auf eine Spiegelfacette des Polygonspiegels (4) gelenkt. Hier wird der Strahldurchmesser so groß eingestellt, so dass auf dem Projektionsschirm ein kleinst möglicher Lichtpunkt erzielt wird. Der Strahldurchmesser auf der zweiten Spiegelfacette ist dabei durch die Größe der Spiegel - facette selbst limitiert. Das heißt, dass er an den Facettenkanten beschnitten wird. Um die dadurch in den bisherigen Ausführungen zum Stand der Technik entstehenden Bildfehler (Randabfall und Randverfärbungen) zu verhindern, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Lichtstrahl so geleitet, dass sich der Lichtstrahl mit dem sich drehenden Polygonspiegel quasi mitbewegt und die Facette somit immer bzw. nahezu an der gleichen Stelle schneidet. Die Erfindung spricht dabei von einem „eingefrorenem Strahl". Dadurch wird gleichzeitig die Bildgröße (größerer maximaler Scanwinkel) bei gleich bleibender Punktgröße auf dem Bildschirm vergrößert, bzw. die erreichbare Pixeldichte wird vergrößert.In the solution according to the invention, the light beam (s) (2) are / are directed after a fiber extraction unit (3) so that they meet / hit twice in succession on mirror facets of the polygon mirror (4). The diameter with which the beam (s) (2) strikes a first mirror facet of the polygonal mirror (4) is dimensioned so that it is practically not or only to a small extent trimmed at the facet edges. The invention is understood to mean "to a lesser extent" if the brightness at the edge of the image does not drop below the middle of the image below a value of 70% (see also Fig. 7).) In an exemplary embodiment, this is approximately 1 mm from the first mirror facet In this case, the beam diameter is set so large that a smallest possible light spot is achieved on the projection screen, with the beam diameter on the second mirror facet being present This means that it is trimmed at the facet edges In order to prevent the image defects (edge drop and edge discoloration) that result in the prior art from the prior art, the light beam thus becomes due to the method according to the invention directed that the light beam with the rotating Polygonspi quasi moved and thus the facet always or almost in the same place cuts. In this case, the invention speaks of a "frozen beam." As a result, the image size (larger maximum scanning angle) is simultaneously enlarged while the dot size remains the same on the screen, or the achievable pixel density is increased.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung kann in verschiedenen Ausführungen sowohl mit einer einfachen FaserThe method and the device according to the invention can be implemented in various designs both with a simple fiber
07-01-PCT als auch mit Faserduo oder einer größeren Zahl von Fasern betrieben werden.07-01-PCT as well as with fiber duo or a larger number of fibers.
Die erfindungsgemäße Ablenkvorrichtung bezeichnet eine Vorrichtung bestehend aus einem nach der Faserauskopplungsein- heit (3) angeordneten Polygonspiegel (4) mit einer geeigneten Anzahl von Spiegelfacetten, nachgeordneten optischen Elementen, wie Linse oder Linsensystem (5) , einer geeigneten Anzahl von Umlenkspiegeln, die in Ihrer Anordnung und Anzahl so zueinander positioniert sind, dass diese den Lichtstrahl (2) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zweimal auf Spiegelfacetten des Polygonspiegels (4) leiten und dieser nacheinander die Facette 4a und beim zweiten Kontakt die Facette 4b trifft, sowie in geeigneter Weise dazu eine oder mehrere angeordnete Blende/n (8) . Die Planspiegel bzw. Umlenkspiegel können in den verschiedenen Ausführungsformen auch vor derThe deflection device according to the invention designates a device consisting of a polygon mirror (4) arranged after the fiber extraction unit (3) with a suitable number of mirror facets, downstream optical elements such as lens or lens system (5), a suitable number of deflection mirrors which are in your Arrangement and number are positioned to each other so that they direct the light beam (2) according to the inventive method twice on mirror facets of the polygon mirror (4) and this successively the facet 4a and the second contact the facet 4b hits, and suitably one or several arranged aperture (s) (8). The plane mirrors or deflection mirrors can also be in front of the various embodiments
Linse bzw. dem Linsensystem (5) angeordnet sein. Dem Polygonspiegel (4) nachgeordnet ist eine Galvanometerspiegel (9) , der so positioniert ist, dass dieser den Lichtstrahl (2) nach der zweiten Ablenkung vom Polygonspiegel auf den Projektions,- schirm (10) leitet.Lens or the lens system (5) may be arranged. Downstream of the polygon mirror (4) is a galvanometer mirror (9), which is positioned so that it directs the light beam (2) onto the projection screen (10) after the second deflection from the polygon mirror.
Durch die Linse bzw. Linsensystem (5) wird der Lichtstrahl (2) kollimiert oder auf den Projektionsschirm (10) fokus- siert. Die Umlenkspiegel (6; 7...) sind so zueinander angeordnet, dass diese den Lichtstrahl (2), wie beschrieben, ein zweites Mal auf den Polygonspiegel (4) richten. An einer zweiten Spiegelfacette wird der Strahl (2) reflektiert und auf den Galvanometerspiegel (9) gerichtet, der zur Bilderzeugung eine Ablenkung in oder nahezu vertikale Richtung (senkrecht bzgl . der Papierebene von Fig. 1) bewirkt. Der Strahl - durchmesser auf der 2. Facette entspricht etwa der Breite der Spiegelfacette .Through the lens or lens system (5), the light beam (2) is collimated or focused on the projection screen (10). The deflecting mirrors (6, 7, ...) are arranged relative to one another such that they direct the light beam (2) a second time onto the polygonal mirror (4), as described. On a second mirror facet the beam (2) is reflected and directed to the galvanometer mirror (9), which causes a deflection in or near vertical direction (perpendicular with respect to the paper plane of Fig. 1) for image formation. The beam diameter on the second facet corresponds approximately to the width of the mirror facet.
Neben der oben genannten Funktion hat die Linse/Linsensystem (5) noch eine zweite Aufgabe: Je nach Lage des rotierenden Polygonspiegels (4) wird der Lichtstrahl (2) an der 1. Facet-In addition to the above-mentioned function, the lens / lens system (5) has a second task: Depending on the position of the rotating polygon mirror (4), the light beam (2) at the 1st facet
07-01-PCT te (4a) in unterschiedliche Richtungen reflektiert. Zunächst hat der Strahl die Richtung Fl danach die Richtung F2. Die Linse/Linsensystem (5) sorgt dafür, dass der Auftreffpunkt des Strahles auf der 2. Facette (4b) praktisch unverän- dert bleibt, obwohl diese sich infolge der Rotation des07-01-PCT te (4a) reflected in different directions. First, the beam has the direction Fl then the direction F2. The lens / lens system (5) ensures that the point of impact of the beam on the second facet (4b) remains practically unchanged, although this is due to the rotation of the
Polygonspiegels (4) weiter bewegt (mitbewegter Strahl, Positionen Fl und F2) . Gleichzeitig ändert sich der Einfallswinkel bzgl . der 2. Facette, und es kommt dadurch zu einer Vergrößerung des horizontalen Scanwinkels im Bild (entspre- chend der Auswahl geeigneter Spiegel), siehe auch Fig. 5.Polygon mirror (4) further moved (moving beam, positions Fl and F2). At the same time the angle of incidence changes. the second facet, and this leads to an increase in the horizontal scanning angle in the image (corresponding to the selection of suitable mirrors), see also FIG. 5.
Die Brennweite der Linse/Linsensystem (5) muss mindestens so groß gewählt werden, dass damit ein Fehler durch den veränderlichen Abstand zur Facettenoberfläche, radialer Hub durch die Rotation, vernachlässigbar bleibt, siehe Figuren 5 und 9.The focal length of the lens / lens system (5) must be chosen to be at least large enough so that an error due to the variable distance to the facet surface, radial stroke through the rotation, remains negligible, see FIGS. 5 and 9.
Die Zahl und Anordnung der Umlenkspiegel zwischen beiden Facetten kann vom Beispiel in Fig. 1 abweichen. Es ist z.B. auch möglich eine größere Anzahl von Umlenkspiegeln zu verwenden. Eine weitere Ausführung diesbezüglich ist aus Fig. 10 zu entnehmen. Wichtig ist, dass die beiden Funktionen, d.h. mitbewegter Strahl sowie Vergrößerung des Scanwinkels, erhalten bleiben.The number and arrangement of the deflection mirror between the two facets may differ from the example in FIG. 1. It is e.g. also possible to use a larger number of deflecting mirrors. A further embodiment in this respect is shown in FIG. 10. Importantly, the two functions, i. moving beam and enlargement of the scanning angle, remain intact.
Es ist auch möglich das Prinzip auf mehr als 2 Facettenflächen zu verallgemeinern. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus der Kombination mit einer zusätzlichen infraroten Lichtquelle, um somit sowohl Rot-Grün-Blau-Strahlung (RGB) als auch Infrarot in ein Bild zu scannen. Dazu wird beispielsweise das von einem zusätzlichem Laser stammende Infrarotsignal über einen dichroitischen Spiegel in den Strahlengang der Lichtfaser (2), z.B. in Fig. 1 oder 10, vor der 1. Spiegelfacette (4a) eingebunden.It is also possible to generalize the principle to more than 2 facet surfaces. Another embodiment of the invention results from the combination with an additional infrared light source so as to scan both red-green-blue (RGB) and infrared radiation into an image. For this purpose, for example, the infrared signal coming from an additional laser via a dichroic mirror into the beam path of the optical fiber (2), e.g. in Fig. 1 or 10, before the first mirror facet (4a) involved.
07-01-PCT Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen07-01-PCT The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the figures. Show it
Fig. 1 schematisch das Prinzip der erfindungsgemäßen Scannereinheit für eine lasergestützte Farbbildanzeige- und Projek- tionsvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht;1 shows schematically the principle of the scanner unit according to the invention for a laser-assisted color image display and projection device, from which the invention proceeds;
Fig. 2 schematisch das Prinzip der erfindungsgemäßen Scannereinheit nach Fig. 1 als Seitenansicht, wobei je nach Erfordernis der Winkel ß einstellbar ist; Der Lichtweg muss nicht in einer Ebene mit dem Polygonspie- gel (4) liegen. Dies wird aus Fig. 2 deutlich. Es liegt ein Winkel von 2ß zwischen Faser und Linse (5) und den Umlenkspiegeln vor. Dies hat den Vorteil einer platzsparenden Bauweise. Die Umlenkspiegel sind in einer Ebene liegend dargestellt .FIG. 2 schematically shows the principle of the scanner unit according to the invention according to FIG. 1 as a side view, the angle β being adjustable as required; The light path does not have to lie in one plane with the polygon mirror (4). This is clear from Fig. 2. There is an angle of 2β between the fiber and the lens (5) and the deflecting mirrors. This has the advantage of a space-saving design. The deflection mirrors are shown lying in one plane.
Fig. 3 das Prinzip der erfindungsgemäßen Scannereinheit nach Fig. 1 als Seitenansicht, wobei im Unterschied zu Fig. 2 die Facettenflächen des Polygonspiegels (4) bezüglich der Drehachse geneigt sind. Die Strahlrichtung von der Faser kommend und direkt vor dem Galvanometerspiegel (9) steht senkrecht zur Drehachse des Polygonspiegels (4) .Fig. 3 shows the principle of the scanner unit according to the invention of Fig. 1 as a side view, wherein, in contrast to Fig. 2, the facet surfaces of the polygon mirror (4) are inclined with respect to the axis of rotation. The beam direction coming from the fiber and directly in front of the galvanometer mirror (9) is perpendicular to the axis of rotation of the polygon mirror (4).
Im Gegensatz zu Fig. 2 werden so auf einer ebenen Wand geradeIn contrast to Fig. 2 are so on a flat wall straight
Zeilen gescannt. Nach Fig. 2 würden sich Hyperbeln ergeben.Scanned lines. According to Fig. 2 hyperbola would result.
Fig. 4 den Aufbau eines konventionellen Laserscanners nach dem Stand der Technik in der Draufsicht;Fig. 4 shows the construction of a conventional laser scanner according to the prior art in plan view;
In Fig. 4 ist der Prinzipaufbau eines konventionellen Scanners dargestellt. Die Auslenkung der Zeilen in horizontaler Richtung werden durch die Rotation des Polygonspiegels reali- siert, während der Galvanometerspiegel die Lage der Zeilen in vertikaler Richtung festlegt. So wird das Bild analog wie die Elektronenstrahlen bei der Fernsehbildröhre durch Ablenkung von Laserstrahlen erzeugt. Jede einzelne Facette des Polygonspiegels erzeugt eine Zeile im Bild. Infolge der RotationFIG. 4 shows the basic structure of a conventional scanner. The deflection of the lines in the horizontal direction is realized by the rotation of the polygon mirror, while the galvanometer mirror determines the position of the lines in the vertical direction. Thus, the image is generated analogously to the electron beams in the television picture tube by deflecting laser beams. Each individual facet of the polygon mirror creates a line in the image. As a result of the rotation
07-01-PCT bewegt sich die jeweilige Facette in lateraler Richtung durch den von der Faserauskopplung (3) kommenden kollimierten Laserstrahl. Dadurch wird nur ein Teil des einfallenden Strahles reflektiert und nur dieser Teil ist am Bildaufbau beteiligt, der Rest bleibt ungenutzt, Fig. 5 links. Die07-01-PCT the respective facet moves in the lateral direction through the collimated laser beam coming from the fiber outcoupling (3). As a result, only a part of the incident beam is reflected and only this part is involved in the image structure, the rest remains unused, Fig. 5 left. The
Faserauskopplung (3) (in der Regel ein Achromat) kollimiert den Strahl (2) oder fokussiert ihn auf den Projektionsschirm (10) . Es wird nur jeweils eine Spiegelfacette pro Zeile genutzt (bei Faserduo zwei Zeilen) . Der Strahldurchmesser am Polygonspiegel entspricht in etwa der Breite der Facette.Fiber extraction (3) (usually an achromatic) collimates the beam (2) or focuses it on the projection screen (10). Only one mirror facet per line is used (with fiber duo two lines). The beam diameter at the polygon mirror corresponds approximately to the width of the facet.
Fig. 5 die Lage der Lichtstrahlen bei einem beispielsweise 6- flächigen Polygonspiegels für zwei aufeinander folgende Zeitpunkte; In Fig. 5 ist die Vignettierung des Lichtstrahles dargestellt. Im linken Teilbild (konventioneller Laserscanner) ist dargestellt, wie sich die Facettenfläche durch den Lichtstrahl hindurch bewegt . Dadurch kommt es von Fl nach F2 zu einer Beschneidung des Strahles. Aus dem rechten Teilbild (erfindungsgemäße Scannereinheit) ist zu entnehmen, dass der Lichtstrahl die zweite Facette 4b immer auf die gleiche Stelle trifft, und durch seine Mitbewegung es zu keiner veränderlichen Beschneidung kommt. Im Unterschied zum konventionellen Scanner (linkes Bild) ist bei dieser Scannereinheit der so genannte Einfriereffekt des einfallenden Strahles und die Änderung seiner Richtung erkennbar .FIG. 5 shows the position of the light beams in the case of an example of a six-dimensional polygon mirror for two successive points in time; FIG. In Fig. 5 the vignetting of the light beam is shown. The left partial image (conventional laser scanner) shows how the facet surface moves through the light beam. This causes a truncation of the beam from Fl to F2. From the right partial image (scanner unit according to the invention), it can be seen that the light beam always strikes the second facet 4b at the same point, and due to its co-movement there is no variable trimming. In contrast to the conventional scanner (left image), the so-called freezing effect of the incident beam and the change of its direction are recognizable in this scanner unit.
Die Entstehung der Vignettierung wird aus dem linken Bild verständlich. Die Begrenzung der Lichtbündel ist hier gepunk- tet dargestellt.The emergence of vignetting becomes clear from the left picture. The boundary of the light bundles is shown here in a dotted line.
Fig. 6 einen typischen Helligkeitsverlauf in horizontaler Bildrichtung für einen Laserprojektor gemäß Fig. 4 (konventionell) ;FIG. 6 shows a typical brightness progression in the horizontal image direction for a laser projector according to FIG. 4 (conventional); FIG.
07-01-PCT Die horizontale Lage 0 (1) entspricht dem linken (rechten) Bildrand.07-01-PCT The horizontal position 0 (1) corresponds to the left (right) image edge.
Die drei Hauptfarben Rot, Grün und Blau unterscheiden sich etwas hinsichtlich der Helligkeitsverteilung, dadurch kann eine Randverfärbung auftreten.The three main colors red, green and blue differ slightly in terms of the distribution of brightness, which may cause edge discoloration.
Fig. 7 einen Helligkeitsverlauf für einen geringeren Strahldurchmesser (etwa 1/3) im Vergleich zu Fig. 6 ; In der Bildmitte ist die Helligkeit praktisch konstant. Der Randabfall ist deutlich geringer. Der Randabfall kann weiter reduziert werden, indem das Bild durch geringfügige Randbeschneidung schmaler gestaltet wird.FIG. 7 shows a brightness curve for a smaller beam diameter (about 1/3) in comparison to FIG. 6; FIG. In the middle of the picture, the brightness is practically constant. The edge waste is much lower. The edge drop can be further reduced by making the image narrower by marginal trimming.
Der Verlust an Lichtenergie durch Vignettierung beträgt nur 5 % (Beispiel von Fig. 6: 17 %) . Der Gradient des Randabfalles wird etwas größer.The loss of light energy by vignetting is only 5% (example of Fig. 6: 17%). The gradient of the edge drop becomes slightly larger.
Fig. 8 die Darstellung der möglichen Vergrößerung der Pixel- zahl durch größere Scanwinkel ;8 shows the representation of the possible increase in the number of pixels by larger scan angles;
Der Strahldurchmesser auf dem Projektionsschirm (10) bleibt unverändert. Das Verhältnis zwischen Bildgröße und Strahldurchmesser im Bild wird aber größer. Bei einer größeren Bilddarstellung durch Winkeländerungen können bei gleichbleibendem Strahldurchmesser mehr Pixel im Bild untergebracht werden. Es wird damit möglich, höhere Bildformate zu erzielen (z.B: QXGA) .The beam diameter on the projection screen (10) remains unchanged. The ratio between image size and beam diameter in the image is larger. With a larger image representation by angle changes, more pixels can be accommodated in the image with the same beam diameter. This makes it possible to achieve higher image formats (for example: QXGA).
Fig. 9 die Darstellung der Strahlrichtung im oberen Bild; Darstellung des Strahldurchmessers im unteren Bild. Die Brennweiten von Faserauskopplung sowie der nachfolgenden Linse sind fFAK bzw. f. Ein Kreuzungspunkt der Strahlen befindet sich am Ort der Blende.9 shows the illustration of the beam direction in the upper image; Representation of the beam diameter in the lower picture. The focal lengths of fiber extraction and the subsequent lens are f FAK and f. A crossing point of the rays is at the location of the aperture.
Foci befinden sich am Faserende, nach der 1. Facette sowie in der Nähe des relativ weit entfernten Projektionsschirmes. Die entsprechenden Symbole für die Längen sind angegeben.Foci are located at the end of the fiber, after the first facet and near the relatively distant projection screen. The corresponding symbols for the lengths are indicated.
07-01-PCT Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Scannervorrichtung mit 4 Umlenkspiegeln.07-01-PCT 10 shows an embodiment of the scanner device according to the invention with 4 deflecting mirrors.
Die oben beschriebene Vignettierung des Strahles bei der bisherigen Ausführung führt nun zur Reduktion der Helligkeit im Bild, insbesondere am rechten und linken Bildrand, siehe Fig. 6. Darüber hinaus kommt es zu unerwünschten Randverfärbungen im Bild. Letzterer Effekt erklärt sich aus Unterschie- den in der Helligkeitsverteilung im Lichtstrahl für die drei Hauptfarben Rot, Grün und Blau. Die Helligkeitsverteilung der einzelnen Farben wird durch die Lichtleitfaser bestimmt und hängt insbesondere von den Krümmungen der Faser ab, lässt sich also kaum gezielt beeinflussen. Mit der hier beschriebenen Erfindung werden diese genannten Effekte wesentlich verringert. Das geschieht an der ersten Facette durch eine starke Reduktion des Strahldurchmessers ,auf z.B. 1/3 der Facettenbreite. Die Facette wird zwar durch den Strahl geführt, aber die meiste Zeit wird der Strahl nicht beschnitten. Wenn er zu weit in den Randbereich derThe vignetting of the beam described above in the previous embodiment now leads to the reduction of the brightness in the image, especially on the right and left edges of the image, see Fig. 6. In addition, there is undesirable edge discoloration in the image. The latter effect is explained by differences in the brightness distribution in the light beam for the three main colors red, green and blue. The brightness distribution of the individual colors is determined by the optical fiber and depends in particular on the curvatures of the fiber, so it can hardly be selectively influenced. With the invention described here, these mentioned effects are substantially reduced. This is done on the first facet by a strong reduction of the beam diameter, e.g. 1/3 of the facet width. Although the facet passes through the beam, most of the time the beam is not trimmed. If he is too far in the periphery of the
Facette tritt, wird das Licht infolge der Zeilenlücke ausgeschaltet, d.h. dieser Facettenbereich trägt nicht oder nur in geringem Umfang zur Bilderzeugung bei . Auf die zweite Facette trifft der Strahl mit einem Durchmesser von etwa einer Facet- tenbreite. Da sich der Strahl nun mit dieser Facette mitbewegt, d.h. hier quasi eingefroren ist, kommt es ebenfalls zu keiner störenden Vignettierung bzw. die Vignettierung ist wesentlich schwächer als beim konventionellen Laserscanner, Fig. 4 und 5.Facet occurs, the light is turned off due to the line gap, i. this facet area does not contribute, or only to a small extent, to image formation. The beam with a diameter of about one facet width strikes the second facet. Since the beam now moves with this facet, i. Here is virtually frozen, there is also no annoying vignetting or vignetting is much weaker than the conventional laser scanner, Fig. 4 and 5.
In überraschender Weise sind durch dieses erfindungsgemäße Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung die Realisierung von größeren Scanwinkeln bei unverändertem Polygonspiegel möglich.Surprisingly, this method according to the invention and the associated device make it possible to realize larger scan angles while the polygon mirror is unchanged.
07-01-PCT Bereits oben wurde geschildert, wie die Linse (5) nach der 1. Facette dafür sorgt, dass der Einfallswinkel auf die 2. Facette variiert. Der horizontale Scanwinkel vergrößert sich gegenüber der konventionellen Lösung, Fig. 4, etwa um ein Drittel des Einfallswinkels. Es ergibt sich z.B. anstelle eines horizontalen Scanwinkels von 26° (bei einem 25- flächigen Polygon) ein horizontaler Scanwinkel von 35°. Die Anzahl der Spiegelfacetten des Polygons liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50. Besonders geeignet sind Polygone mit 20 bis 30 Flächen/Spiegelfacetten.07-01-PCT It has already been described above how the lens (5) after the 1st facet ensures that the angle of incidence on the second facet varies. The horizontal scan angle increases compared to the conventional solution, Fig. 4, about one third of the angle of incidence. For example, instead of a horizontal scan angle of 26 ° (for a 25-area polygon), a horizontal scan angle of 35 ° results. The number of mirror facets of the polygon is preferably in the range of 10 to 50. Especially suitable are polygons having 20 to 30 areas / mirror facets.
Damit ein Bildformat von z.B. 4:3 unverändert bleibt hat das zwingend zur Folge, dass auch der vertikale Scanwinkel proportional vergrößert wird. Das kann man über den Galvanometerspiegel (9) problemlos realisieren.For an image format of e.g. 4: 3 remains unchanged, this necessarily means that the vertical scanning angle is proportionally increased. This can easily be achieved via the galvanometer mirror (9).
Weiterhin ist es möglich, dass der Scanwinkel variabel einstellbar ist, ohne dass eine Änderung de Lichtleistung im Bild erforderlich wird. Die Winkeländerung des Einfallswinkels wird durch eine Ver- Schiebung von Faserauskopplung, Linse sowie der Umlenkspiegel über einen bestimmten Bereich eingestellt. Beispielweise kann man für den einfallenden Strahl eine Winkeländerung zwischen 3° bis 10° einstellen. Dies würde horizontale Scanwinkel im Bereich von 29° bis 36° ergeben. Dazu ist gegebenenfalls eine Umjustierung der Vorrichtung in an sich bekannter Weise erforderlich. Man könnte so zugleich auf die Entwicklung des einen oder anderen teuren Objektives verzichten.Furthermore, it is possible for the scan angle to be variably adjustable without requiring a change in the light output in the image. The angle change of the angle of incidence is adjusted by a displacement of fiber extraction, lens and the deflection mirror over a certain range. For example, you can set an angle change between 3 ° and 10 ° for the incident beam. This would give horizontal scan angles in the range of 29 ° to 36 °. For this purpose, if necessary, a readjustment of the device in a conventional manner is required. One could do without the development of one or the other expensive objective at the same time.
Ein weiterer Vorteil wird in der Vergrößerung der Pixelzahl im Bild bei unverändertem Polygonspiegel und unveränderterAnother advantage is the increase in the number of pixels in the image with unchanged polygon mirror and unchanged
Strahlqualität deutlich.Beam quality clearly.
Durch eine Vergrößerung der Scanwinkel kann man mehr Pixel im Bild unterbringen, wenn man annimmt, dass der Strahldurchmesser auf dem Schirm unverändert bliebt. Letzteres ist gegebenEnlarging the scan angles will allow you to accommodate more pixels in the image, assuming the beam diameter remains unchanged on the screen. The latter is given
07-01-PCT wenn der Strahldurchmesser auf der 2. Facette identisch mit dem Strahldurchmesser auf der Facette in Fig. 4 (konventioneller Scanner) ist. Angenommen wir erhöhen den horizontalen Scanwinkel von 26° auf 36°, dann lässt sich die Pixelzahl im gesamten Bild nahezu verdoppeln. Wir erhalten dann einen deutlichen Auflösungsgewinn bei gleicher Strahlqualität.07-01-PCT if the beam diameter on the 2nd facet is identical to the beam diameter on the facet in Fig. 4 (conventional scanner). Assuming we increase the horizontal scan angle from 26 ° to 36 °, then the number of pixels in the entire image can be almost doubled. We then get a clear resolution gain with the same beam quality.
Zur besseren Darstellung des optischen Strahlenganges sollen nachfolgende Erläuterungen und Beispiele dienen. Anhand der Fig. 1 ist der optische Strahlengang nur ungenau erkennbar. Betrachten wir dazu die Fig. 9. Außerdem nehmen wir ohne Beschränkung der Allgemeinheit vereinfachend an, dass ß = 0 (siehe Fig. 2 und 3) .For a better representation of the optical beam path, the following explanations and examples are intended to serve. 1, the optical beam path is only inaccurately recognizable. Consider, for this purpose, FIG. 9. In addition, for the sake of simplicity, we assume, without limitation of generality, that β = 0 (see FIGS. 2 and 3).
Für die weiteren Betrachtungen werden folgende Größen vorgegeben:The following parameters are specified for the further considerations:
Hi, i=0,...,5 : maximaler Abstand der Lichtstrahlen- zueinander an der Position iHi, i = 0, ..., 5: maximum distance of the light beam to each other at the position i
αi, i=0, ... ,5 : . maximaler Winkel zwischen den Lichtstrahlen an der Position iαi, i = 0, ..., 5:. maximum angle between the light rays at position i
ß : vertikaler Winkel bzgl . Polygonfacetten, siehe Fig. 2 und 3ß: vertical angle with respect. Polygon facets, see Figs. 2 and 3
θi, i=0,...,5 : Divergenzwinkel des Lichtstrahles im Fernfeld an der Position iθi, i = 0, ..., 5: divergence angle of the light beam in the far field at position i
Di, i=0,...,5 : Strahldurchmesser an der Position iDi, i = 0, ..., 5: beam diameter at position i
Positionen i : 1: FaserendePositions i: 1: fiber end
3: Faserauskopplung (FAK)3: fiber extraction (FAK)
07-01-PCT 4a : 1 . Facette07-01-PCT 4a: 1. facet
5: Linse bzw. Linsensystem5: lens or lens system
8 : Blende8: Aperture
4b: 2. Facette4b: 2nd facet
Als erstes berechnen wir eine Relation zwischen den Scanwinkeln nach der 1. und der 2. Spiegelfacette (4a; 4b) :First we compute a relation between the scan angles according to the 1st and 2nd mirror facets (4a, 4b):
Mit Q5 = α4aη mit η = L4n (DWith Q 5 = α 4a η with η = L 4n (D
ergibt sich: <x4b = {a4a +ct5) = a4a{L + η) (2)the result is: <x 4b = {a 4a + ct 5 ) = a 4a {L + η) (2)
Wegen = 1 J_ (3)Because = 1 J_ (3)
'Aa'Aa
sowie GIn . ( D folgt : as well as GIn. (D follows:
Für den Strahldurchmesser gilt die Beziehung: For the beam diameter the relation holds:
Mit den Näherungen D44 « D5 sowie Fehler! Es ist nicht möglich, durch die Bearbeitung von Feldfunktionen Objekte zu erstellen, und Gleichung (3) sowie der Annahme, dass dieWith the approximations D 44 «D 5 as well as errors! It is not possible to create objects by editing field functions, and equation (3) as well as the assumption that the
Blende den Strahldurchmesser nicht wirksam reduziert, ergibt sich folgende Relation zwischen den Strahldurchmessern an der 1. und 2. Spiegelfacette (4a; 4b) :If the aperture does not effectively reduce the beam diameter, the following relation results between the beam diameters at the first and second mirror facets (4a, 4b):
(S)(S)
D4a «D4bηD 4a «D 4b η
07-01-PCT L8 berechnet sich nach der Beziehung:07-01-PCT L 8 is calculated according to the relationship:
mit der Einfrierbedingung für den Strahl an der zweiten Facette: Η4b = B (8)with the freezing condition for the beam at the second facet: Η 4b = B (8)
wobei B gleich der Verschiebung der 2. Facette senkrecht zur Strahlrichtung ist, während eine Zeile von links nach rechts im Bild gescannt wird.where B equals the shift of the 2nd facet perpendicular to the beam direction, while a line is scanned from left to right in the image.
Außerdem gilt: ( 9 )In addition: (9)
Wegen Gleichungen (4, 7-9) : :io) Because of equations (4, 7-9):: io)
Damit wird gesichert, dass der Strahl wie gefordert mitbewegt (, eingefroren' ) wird.This ensures that the beam is moved ('frozen') as required.
Wie muss die Faserauskopplung eingestellt sein? Der Strahl - durchmesser D5 soll identisch mit dem Strahldurchmesser an der Faserauskopplung (FAK) des konventionellen Laserscanner sein, damit am Schirm der gleiche Strahldurchmesser vorliegt; vgl. Bemerkungen zu Fig. 8. θi wird dabei von der Lichtleitfaser vorgegeben.How must the fiber decoupling be adjusted? The beam diameter D5 should be identical to the beam diameter at the fiber extraction (FAK) of the conventional laser scanner so that the same beam diameter is present on the screen; see. Comments on Fig. 8. θi is given by the optical fiber.
07-01-PCT Also muss gelten: fFΛK tan^ = /tan#3 bzw. (11) θ3 f, FAK07-01-PCT So we have to say : f FΛK tan ^ = / tan # 3 or (11) θ 3 f, FAK
θx Lx+L40-V40 θ x L x + L 40 -V 40
Wegen: (12)Because of: (12)
&&
sowie • = — + - (13:and • = - + - (13:
J FAK L1 L3 + L4a L4a J FAK L 1 L 3 + L 4a L 4a
folgt L3+L40-Ll=/ + /, FAK (14)L 3+ L 40 -Ll = / + /, FAK (14)
Und es folgt schließlich: (15) And finally it follows: (15)
sowie : A*/Λ«+/(1-»7) (16)and: A * / Λ «+ / (1-» 7) (16)
Nachfolgende Ausführungsbeispiele sein dazu genannt:The following embodiments are called:
a) gegeben sind: η = 1/4 , fFAK = 40 mm , f = 80 mm , D4b = 5 mm , α4a = 26° , ß = 0° , B = 4.3 mma) are given: η = 1/4, f FAK = 40 mm, f = 80 mm, D 4b = 5 mm, α 4a = 26 °, β = 0 °, B = 4.3 mm
Es ergeben sich daraus: α4b = 34,7° , D43 = 1,67 mm , H5 = 49,3 mm , Lx = 60 mm , L3 = 93,3 mm, L4a = 106,7 mm , L'4a = 80 mm, L5 = 320 mm, L8 = 26,0 mmThe result is: α 4b = 34.7 °, D 43 = 1.67 mm, H 5 = 49.3 mm, L x = 60 mm, L 3 = 93.3 mm, L 4a = 106.7 mm , L '4a = 80 mm, L 5 = 320 mm, L = 26.0 mm 8
07-01-PCT b) gegeben sind: η = 1/5 , fFAκ = 40 mm , f = 80 mm ,07-01-PCT b) are given: η = 1/5, f FA κ = 40 mm, f = 80 mm,
D4b = 5 mm , α4a = 26° , ß = 0° , B = 4,0 mmD 4b = 5mm, α 4a = 26 °, β = 0 °, B = 4.0mm
Es ergeben sich daraus :It follows from this:
α4b = 31,2° , D4a = 1,00 mm , H5 = 44,3 mm , Li = 60 mm , L3 = 104 mm, L4a = 96 mm , L'4a = 80 mm , L5 = 480 mm , L8 = 43 , 3 mmα 4b = 31.2 °, D 4a = 1.00 mm, H 5 = 44.3 mm, Li = 60 mm, L 3 = 104 mm, L 4a = 96 mm, L ' 4a = 80 mm, L 5 = 480 mm, L 8 = 43, 3 mm
c) gegeben sind: η = 1/8 , fFAκ = 50 mm , f = 80 mm ,c) are given: η = 1/8, f FA κ = 50 mm, f = 80 mm,
D4b = 5 mm , α4a = 26° , ß = 0° , B = 4,0 ranD 4b = 5 mm, α 4a = 26 °, β = 0 °, B = 4.0 ran
Es ergeben sich daraus:It follows from this:
α4b = 29,3° , D4a = 0.63 mm , H5 = 41,6 mm , Li = 81 mm , L3 = 120 mm, L4a = 90 mm , L'4a = 80 mm , L5 = 720 mm, L4 = 69,3 mm.α 4b = 29.3 °, D 4a = 0.63 mm, H 5 = 41.6 mm, Li = 81 mm, L 3 = 120 mm, L 4a = 90 mm, L ' 4a = 80 mm, L 5 = 720 mm, L 4 = 69.3 mm.
07-01-PCT [Bezugszeichenliste]07-01-PCT [REFERENCE LIST]
1 Lichtfaser 2 Lichtstrahlbündel1 light fiber 2 light beam
3 Faserauskopplungseinheit3 fiber extraction unit
4 Polygonspiegel4 polygon mirrors
4a Facettenspiegel a4a facet mirror a
4b Facettenspiegel b 5 Linse bzw. Linsensystem4b facetted mirror b 5 lens or lens system
6 Umlenkspiegel 16 deflecting mirror 1
7 Umlenkspiegel 27 deflecting mirror 2
8 Blende8 aperture
9 GalvanometerSpiegel 10 Proj ektionsschirm/-fläche9 Galvanometer mirrors 10 Projection screen / surface
11 Umlenkspiegel 311 deflection mirror 3
12 Umlenkspiegel 412 deflection mirror 4
07 - 01 - PCT 07 - 01 - PCT

Claims

[Patentansprüche] [Claims]
1. Verfahren zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche (10) , welches zeilenweise mit moduliertem Licht- strahl aufgebaut ist, mit mindestens einer ein Lichtbündel aussendenden, in ihrer Intensität veränderbaren Lichtquelle, mit daran gekoppelten Lichtfasereinheiten (1) , dadurch gekennzeichnet, dass der/die Lichtstrahlbündel (2) nach Verlassen der Lichtfasereinheit/en (1) - durch eine Faserauskopplungseinheit (3) nach der Faser geleitet wird/werden, die entlang der optischen Achse so angeordnet ist/sind, dass diese in der Folge - über eine Ablenkeinrichtung mit einem Polygonspiegel (4) geleitet wird/werden, wobei der/die Lichtstrahlbündel (2) zweimal hintereinander auf Spiegelfacetten (4a; 4b) des1. A method for projecting an image on a projection surface (10), which is constructed line by line with modulated light beam, with at least one emitting a light beam, variable in intensity light source coupled thereto light fiber units (1), characterized in that the / the light beams (2) after leaving the light fiber unit (s) (1) - are conducted through a fiber outfeed unit (3) to the fiber arranged along the optical axis such that they subsequently pass through a baffle with a polygon mirror (4) is passed /, wherein the / the light beam (2) twice in succession on mirror facets (4a, 4b) of
Polygonspiegels (4) in der Art trifft/treffen, dass dieser die zweite Spiegelfacette (4b) an der gleichen Stelle schneidet.Polygon mirror (4) meets in the way that this intersects the second mirror facet (4b) in the same place.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser mit dem der/die Lichtstrahlbündel (2) auf eine erste Spiegelfacette (4a) des Polygonspiegels (4) trifft so dimensioniert ist, dass er an den Facettenkanten nicht beschnitten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the diameter with which the / the light beam (2) on a first mirror facet (4a) of the polygon mirror (4) meets is dimensioned so that it is not trimmed at the facet edges.
3. Verfahren nach den Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser mit dem der/die Strahl/en (2) auf eine erste Spiegelfacette (4a) des Polygonspiegels (4) trifft so dimensioniert ist, dass die Helligkeit am Bildrand des Projektionsbildes bezogen auf die Bildmitte nicht unter einem Wert von 70% abfällt.3. Method according to claims 1 to 2, characterized in that the diameter with which the beam (s) (2) strikes a first mirror facet (4a) of the polygonal mirror (4) is dimensioned such that the brightness at the image edge of the Projection image relative to the center of the image does not fall below a value of 70%.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser mit dem der/die Lichtstrahlbündel (2)4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the diameter with the / the light beam (2)
07-01-PCT auf eine zweite Spiegelfacette (4b) des Polygonspiegels (4) trifft so dimensioniert ist, dass dieser auf dem Projektionsschirm (10) einen kleinst möglichen Lichtpunkt erzeugt.07-01-PCT meets a second mirror facet (4b) of the polygon mirror (4) is dimensioned so that this generates a smallest possible light spot on the projection screen (10).
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser mit dem der/die Lichtstrahlbündel (2) auf eine zweite Spiegelfacette (4b) des Polygonspiegels (4) trifft so dimensioniert ist, dass dieser einen größeren Scanwinkel als an der ersten Spiegelfacette (4a) erzeugt.5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the diameter with which the / the light beam (2) on a second mirror facet (4b) of the polygon mirror (4) meets is dimensioned such that this larger scan angle than at the first Mirror facet (4a) generated.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Lichtstrahlbündel (2) innerhalb der Ablenkeinrichtung so über eine geeignete Linse bzw. Linsensystem (5) , einer geeigneten Anzahl von Umlenk- spiegeln und gegebenenfalls einer Blende oder Blendensystem (8) nacheinander geleitet wird/werden, dass diese den/die Lichtstrahlbündel (2) nach der ersten Spiegelfacette (4a) so der zweiten Spiegelfacette (4b) zuleiten, so dass eine Vergrößerung des Scanwinkels bewirkt wird.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the / the light beam (2) within the deflection so via a suitable lens or lens system (5), a suitable number of deflecting mirrors and optionally a diaphragm or diaphragm system ( 8) is passed in succession that they / the light beam (2) after the first mirror facet (4a) so the second mirror facet (4b) forward, so that an enlargement of the scan angle is effected.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge in der/die Lichtstrahlbündel (2) durch die Linse bzw. Linsensystem (5) und einer geeigneten Anzahl von Umlenkspiegeln geleitet wird, beliebig gestaltbar ist.7. The method according to claim 6, characterized in that the order in the / the light beam (2) is passed through the lens or lens system (5) and a suitable number of deflecting mirrors, is arbitrarily gestaltbar.
8. Verfahren nach Anspruch 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der verwendeten Umlenkspiegel einer geraden Zahl entspricht.8. The method according to claim 6 to 7, characterized in that the number of deflecting mirrors used corresponds to an even number.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Lichtstrahlbündel (2) durch einen Galvanometerspiegel (9) nach der zweiten Ablenkung von den Spiegelfacetten des Polygonspiegels (4) geleitet9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the / the light beam (2) passed through a galvanometer mirror (9) after the second deflection of the mirror facets of the polygon mirror (4)
07-01-PCT wird/werden und dieser der/die Lichtstrahlbündel (2) zur Bilderzeugung auf den Projektionsschirm (10) leitet.07-01-PCT is / are and this / the light beam (2) for imaging on the projection screen (10) passes.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein IR-Signal vor Auftreffen des Lichtstrahl - bündeis (2) auf die erste Spiegelfacette (4a) des Polygonspiegels (4) über einen dichroitischen Spiegel in dessen Strahlengang eingebunden wird.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that an IR signal before impact of the light beam - bündeis (2) on the first mirror facet (4a) of the polygon mirror (4) is integrated via a dichroic mirror in the beam path ,
11. Ablenkvorrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche (10) , welches zeilenweise mit moduliertem Lichtstrahl aufgebaut ist, mit mindestens einer ein Lichtbündel aussendenden, in ihrer Intensität veränderbaren Lichtquelle, mit daran gekoppelten Lichtfasereinheiten (1) und einer Faserauskoppeleinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einem Polygonspiegel (4) mit einer geeigneten Anzahl von Spiegelfacetten, nachgeordneten optischen Elementen, wie Linse oder Linsensystem (5) , einer geeigneten Anzahl von Umlenkspiegeln sowie nachgeordneten Blende bzw. Blenden- System (8) , wobei die Umlenkspiegel in Ihrer Anordnung und11. deflection device for projecting an image on a projection surface (10) which is constructed line by line with modulated light beam, with at least one light beam emitting, variable in intensity light source coupled thereto light fiber units (1) and a Faserauskoppeleinheit (3) characterized in that it consists of a polygon mirror (4) with a suitable number of mirror facets, downstream optical elements, such as lens or lens system (5), a suitable number of deflecting mirrors and subordinate diaphragm or diaphragm system (8), wherein the deflection mirror in Your arrangement and
Anzahl so zueinander positioniert sind, dass diese den Lichtstrahl (2) ein zweites Mal auf die Spiegelfacetten des Polygonspiegels (4) leiten und dabei die zweiten Spiegelfacetten an der gleichen Stelle geschnitten werden und einem Galvano- meterspiegel (9) , der so positioniert ist, dass dieser den Lichtstrahl (2) auf den Projektionsschirm (10) leitet.Number are positioned relative to each other so that they direct the light beam (2) a second time on the mirror facets of the polygon mirror (4) and thereby the second mirror facets are cut in the same place and a Galvano- mesenspiegel (9), which is positioned so that this the light beam (2) on the projection screen (10) passes.
12. Ablenkvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Facettenflächen des Polygonspiegels (4) bezüg- lieh der Drehachse geneigt sind.12. A deflection apparatus according to claim 11, characterized in that the facet surfaces of the polygonal mirror (4) are inclined relative to the axis of rotation.
13. Ablenkvorrichtung nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Umlenkspiegel (6; 7) verwendet werden.13. A deflection device according to claim 11 and / or 12, characterized in that at least two deflecting mirrors (6, 7) are used.
07-01-PCT 07 to 01-PCT
14. Ablenkvorrichtung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet , dass eine gerade Anzahl an Umlenkspiegeln verwendet werden.14. A deflection device according to claim 13, characterized in that an even number are used to deflecting mirrors.
15. Ablenkvorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse bzw. Linsensystem (5) unmittelbar nach dem Polygonspiegel (4) und vor den Umlenkspiegeln angeordnet ist.15. A deflection device according to claims 11 to 14, characterized in that the lens or lens system (5) is arranged immediately after the polygon mirror (4) and in front of the deflecting mirrors.
16. Ablenkvorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse bzw. Linsensystem (5) zwischen den Umlenkspiegeln angeordnet ist.16. deflection device according to claims 11 to 14, characterized in that the lens or lens system (5) is arranged between the deflecting mirrors.
17. Ablenkvorrichtung nach den Ansprüchen 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse bzw. Linsensystem (5) mindestens eine solche Brennweite besitzt, so dass ein Fehler durch den veränderlichen Abstand zur Facettenoberfläche vernachlässigbar bleibt.17. A deflection device according to claims 15 to 16, characterized in that the lens or lens system (5) has at least one such focal length, so that an error due to the variable distance to the facet surface remains negligible.
18. Ablenkvorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablenkvorrichtung eine Faserauskoppeleinheit (3) vorgeordnet ist, die mit den Bestandteilen der Ablenkeinrichtung so zueinander positioniert sind, dass diese eine Winkeländerung des Einfallswinkels bewirken.18. A deflection device according to claims 11 to 17, characterized in that the deflection device is preceded by a Faserauskoppeleinheit (3), which are positioned with the components of the deflector to each other so that they cause an angle change of the angle of incidence.
07-01-PCT 07-01-PCT
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202637A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Ldt Laser Display Technology Gmbh Projection head for a laser projector
DE102012202636A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Ldt Laser Display Technology Gmbh Projection head for a laser projector
CN104884995B (en) * 2012-12-26 2017-10-03 西铁城时计株式会社 Projection arrangement
DE102014105410B4 (en) 2014-04-16 2016-06-09 Ldt Laser Display Technology Gmbh Method and device for compensating the edge coloration of a video image
DE102014107860A1 (en) 2014-06-04 2015-12-17 Ldt Laser Display Technology Gmbh Device for projecting an image on a projection screen
DE102015014143B4 (en) 2015-11-01 2020-12-17 MOEWE Optical Solutions GmbH Use of an optical device for deflecting and focusing laser radiation
CN112980779B (en) 2021-05-20 2021-08-24 广州凯普医药科技有限公司 Method for separating placenta trophoblast cells from cervical exfoliated cells of pregnant women

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4030806A (en) * 1974-09-11 1977-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Scanning optical system
JPH063616A (en) * 1992-06-23 1994-01-14 Olympus Optical Co Ltd Polygon scanner
EP0580407A1 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Hughes Aircraft Company Small angle scanner
EP1195636A2 (en) * 1995-11-24 2002-04-10 Seiko Epson Corporation Optical scanner

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4205348A (en) * 1978-07-05 1980-05-27 Xerox Corporation Laser scanning utilizing facet tracking and acousto pulse imaging techniques
US4388651A (en) * 1981-05-28 1983-06-14 Lincoln Laser Co. Method and apparatus for generating a scanned optical output signal
JPS63273826A (en) * 1987-05-01 1988-11-10 Toshiba Corp Laser beam scanning system
JPH02149887A (en) * 1988-11-30 1990-06-08 Pioneer Electron Corp Color display device
JPH0368914A (en) * 1989-08-08 1991-03-25 Sony Corp Laser display device
US5130850A (en) * 1989-12-20 1992-07-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection lens system
KR960701560A (en) * 1993-02-03 1996-02-24 프랑크 씨. 지뷰 METHODS AND APPARATUS FOR IMAGE PROJECTION
DE4324848C1 (en) * 1993-07-23 1995-03-30 Schneider Rundfunkwerke Ag Video projection system
DE4324849C2 (en) 1993-07-23 1995-07-13 Schneider Rundfunkwerke Ag Video system for generating a color video image on a screen
BE1007993A3 (en) 1993-12-17 1995-12-05 Philips Electronics Nv LIGHTING SYSTEM FOR A COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE AND circular polarizer SUITABLE FOR USE IN SUCH A LIGHTING SYSTEM AND COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE CONTAINING SUCH LIGHTING SYSTEM WITH circular polarizer.
US6175440B1 (en) * 1994-02-02 2001-01-16 Advanced Laser Technologies, Inc. Laser beam display
DE4413829A1 (en) * 1994-04-20 1995-10-26 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Device for generating an image
US5455708A (en) * 1994-12-19 1995-10-03 Xerox Corporation Passive scan angle doubling optical system
DE19517356C1 (en) * 1995-05-11 1996-11-28 Ldt Gmbh & Co Video system
JP3680871B2 (en) * 1995-12-12 2005-08-10 セイコーエプソン株式会社 Self-amplifying deflection scanning optical system
US5838480A (en) 1996-04-29 1998-11-17 The University Of Rochester Optical scanning system with diffractive optics
US6154259A (en) * 1996-11-27 2000-11-28 Photera Technologies, Inc. Multi-beam laser scanning display system with speckle elimination
DE19726860C1 (en) * 1997-06-24 1999-01-28 Ldt Gmbh & Co Method and device for displaying a video image and a manufacturing method for the device
DE19737374C2 (en) * 1997-08-27 1999-09-02 Ldt Gmbh & Co Method for compensating geometric image errors in video images and a projector for carrying out the method
DE19906874C1 (en) * 1999-02-18 2001-01-11 Zeiss Carl Jena Gmbh Relay optics for a deflection system and a deflection system
JP3548476B2 (en) 2000-01-14 2004-07-28 ペンタックス株式会社 Scanning optical system
US6342964B2 (en) * 2000-01-14 2002-01-29 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Scanning optical system
JP4463943B2 (en) 2000-06-08 2010-05-19 Ｈｏｙａ株式会社 Scanning optical system
US7102700B1 (en) * 2000-09-02 2006-09-05 Magic Lantern Llc Laser projection system
JP2003270563A (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Ricoh Co Ltd Optical scanner and optical scanning type image display device
DE102004001389B4 (en) 2004-01-09 2006-01-26 Jenoptik Ldt Gmbh Arrangement and device for minimizing edge discoloration in video projections
JP3922383B2 (en) * 2004-12-20 2007-05-30 セイコーエプソン株式会社 Optical scanning device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4030806A (en) * 1974-09-11 1977-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Scanning optical system
JPH063616A (en) * 1992-06-23 1994-01-14 Olympus Optical Co Ltd Polygon scanner
EP0580407A1 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Hughes Aircraft Company Small angle scanner
EP1195636A2 (en) * 1995-11-24 2002-04-10 Seiko Epson Corporation Optical scanner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2008128520A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007019017A1 (en) 2009-01-22
WO2008128520A1 (en) 2008-10-30
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US20100188644A1 (en) 2010-07-29

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