NL1025731C2 - Zeer efficient projectiesysteem. - Google Patents

Description

/

Titel: Zeer efficiënt projectiesysteem

De uitvinding heeft betrekking op een projectiesysteem, meer in het bijzonder op een zeer efficiënt projectiesysteem dat compacter kan worden gemaakt door het gebruik van een enkele verschuifeenheid voor het verschuiven van kleurbalken en een hogere lichtdoelmatigheid door het 5 effectief gebruiken van polarisatiecomponenten.

In het algemeen regelt een lichtafsluiter, zoals een vloeibare kristallenscherm (LCD) of een digitale microspiegelinrichting (DMD), de aan/uit werking van licht dat wordt uitgezonden van een lichtbron op een pixelgewijze basis en vormt een beeld. Een vergrotend optisch 10 projectiesysteem verschaft het beeld op een groot scherm.

Projectiesystemen worden geclassificeerd in ofwel 3-paneelsprojectiesystemen of enkelpaneelsprojectiesystemen, overeenkomstig het aantal lichtafsluiters dat is gebruikt. De driepaneelsprojectiesystemen verschaffen een betere optische doelmatigheid dan de 15 enkelpaneelsprojectiesystemen maar zijn in het algemeen gecompliceerder en duurder. De enkelpaneelsprojectiesystemen kunnen een kleiner optisch systeem bezitten dan de driepaneelsprojectiesystemen. Deze enkelpaneelsprojectiesystemen verschaffen echter slechts eenderde van de optische doelmatigheid van de driepaneelsprojectiesystemen omdat de 20 kleuren rood (R), groen (G) en blauwe (B) waarin wit licht gescheiden is op sequentiële wijze worden gebruikt. Meer in het bijzonder wordt in een enkelpaneelsprojectiesysteem licht dat wordt uitgezonden van een witte lichtbron gescheiden in R-, G- en B-kleurenbundels door gebruik van kleurenfilters waardoor de drie kleurenbundels sequentieel door een 25 lichtafsluiter worden doorgelaten. De lichtafsluiter werkt volgens de sequentie van de kleurenbundels die wordt ontvangen en creëert een beeld. Zoals bovenbeschreven gebruiken enkelpaneelsprojectiesystemen kleurenbundels sequentieel waardoor de lichtdoelmatigheid wordt 1 02 5 731 - 2 gereduceerd tot eenderde van de lichtdoelmatigheid van de driepaneelsprojectiesystemen.

Overeenkomstig een kleurverschuivingsmethode die is ingericht voor het vermerderen van de optische doelmatigheid van een 5 enkelpaneelsprojectiesysttem, wordt wit licht gescheiden in R-, G- en B-kleurenbundels, waarbij de driekleurenbundels simultaan naar verschillende locaties op een lichtafsluiter worden gezonden. Aangezien een beeld niet kan worden geproduceerd totdat elk van de R-, G- en B-kleurenbundels alle pixels van de kleurgebieden in de lichtafsluiter hebben 10 bereikt, worden de kleurenbundels op constante snelheid door een kleurverschuivingmiddel bewogen.

Fig. 1 toon een enkelpaneelskleurverschuivingssysteem zoals beschreven in de U.S. publicatie nr. 2002/191154 Al. Zoals in fig. 1 is weergegeven, wordt wit licht uitgezonden door een lichtbron 100 en passeert 15 door eerste en tweede lensopstellingen 102 en 104, een polarisatieconversie inrichting (PCS) 105, en een condensorlens 107, en wordt gescheiden in R-, G- en B-bundels door eerste tot vierde dichroïsche filter 109, 112,122 en 139. Meer in het bijzonder worden de rode bundel R en groene bundel G, bijvoorbeeld doorgelaten door het eerste dichroïsche filter 109 en volgen een 20 eerste lichtpad Li, terwijl de blauwe bundel B door het eerste dichroïsche filter 109 wordt gereflecteerd en langs een tweede lichtpad L2 reist. De rode bundel R en de groene bundel G zijn op het eerste lichtpad LI gescheiden door het tweede dichroïsche filter 112. Het tweede dichroïsche filter 112 zendt de rode kleurenbundel R langs het eerste lichtpad LI en reflecteert de 25 groene bundel G langs een derde lichtpad L3.

Het licht dat is uitgezonden vanuit lichtbron 100 wordt gescheiden in de rode bundel R, de groene bundel G en de blauwe bundel B, die vervolgens worden verschoven terwijl ze door eerste tot derde prisma's 114, 135 and 142 passeren. De eerste tot derde prisma's 114,135 en 142 zijn 30 opgesteld op eerste tot derde lichtpaden LI, L2 en L3, respectievelijk, en 1 n 2 5 7 31 -_ 3 roteren op een uniforme snelheid zodat de R-, G- en B-kleurenbundels verschuiven. De groene bundel G en de blauwe bundel B reizen langs tweede en derde lichtpaden L2 en L3 respectievelijk, worden respectievelijk verzonden en gereflecteerd door het derde dichroïsche filter 139, en 5 vervolgens gecombineerd. Ten slotte worden de R-, G- en B-bundels gecombineerd door het vierde dichroïsche filter 122. De gecombineerde bundel wordt verzonden door een polarisatiebundelsplitser (PBS) 127, die een beeld vormt door middel van lichtafsluiter 130.

Het verschuiven van de R-, G- en B-kleurenbundels door middel 10 van rotatie van eerste tot derde prisma's 114, 135 en 142 is in fig. 2 weergegeven. Het verschuiven vertoont de beweging van kleurenbundels die worden gevormd op het oppervlak van de lichtafsluiter 130 wanneer de eerste, tweede en derde prisma's 114, 135 en 142 die overeenkomen met de kleuren synchroon worden geroteerd.

15 Een kleurenbeeld dat wordt verkregen door het aan- en uitschakelen van individuele pixels van de lichtafsluiter 130 volgens een beeldsignaal, wordt vergroot door middel van een projectielens (niet weergegeven). Het vergrote beeld wordt vervolgens op een scherm afgebeeld.

Aangezien conventionele projectiesystemen verschillende 20 lichtpaden gebruiken voor elke kleur zoals boven beschreven, moeten verschillende lichtpadcorrectielenzen voor elke kleur worden aangebracht, alsmede componenten voor het vergaren van de gescheiden lichtbundels waarbij afzonderlijke componenten aanwezig moeten zijn voor elke kleur. Het optische systeem wordt daardoor groot en de vervaardiging en 25 samenstelling is gecompliceerd waardoor de opbrengsten afnemen.

Drie motoren voor het roteren van drie verschuivingsprisma's voor drie kleurenbundels genereren gedurende hun werking veel geluid. Daarbuiten wordt een projectiesysteem die drie motoren gebruiken bij de vervaardiging duurder dan kleurenwieltype projectiesystemen die enkele 30 motoren gebruiken.

1 025731 - 4

Teneinde een kleurenbeeld door middel van de verschuivingstechniek te produceren moeten de kleurenbundels zoals in fig.

2 worden bewogen op een constante snelheid. De conventionele projectiesystemen moeten de lichtafsluiter 130 met de drie prisma's 114, 135 5 en 142 synchroniseren om het verschuiven te bereiken. Het regelen van de synchronisatie is echter niet eenvoudig. Wegens de cirkelbeweging van de verschuivingsprisma's 114, 135 en 142, is de kleurenschuifsnelheid van de drie verschuivingsprisma's onregelmatig, waardoor de kwaliteit van een resulterend beeld verslechtert.

10 Fig. 3 is een vergroting van de PCS 105 van fig. 1. Onder verwijzing naar fig. 3 kan een ongepolariseerde bundel van de lichtbron 100 worden uitgezonden van fig. 1 en passeert door een tweede lensopstelling 104 en valt vervolgens op de PCS 105. De PCS 105 converteert een invallende bundel in een bundel met een enkele polarisatie. De PCS omvat 15 een PBS opstellen 123 en een Ya golflengteplaat 122, die naast de PBS opstellen 23 zijn opgesteld en die een polarisatierichting wijzigt. In deze opstelling wordt een eerste bundel met een P-polarisatie, van de P- en S-polarisaties van een ongepolariseerde bundel die van de tweede lensopstelling 104 wordt ontvangen, uitgezonden door de PBS opstelling 20 123, waarbij een tweede bundel met een S-polarisatie door een spiegel 123a wordt gereflecteerd voor het reflecteren van een S-polarisatie. Daarna wordt de tweede bundel met de S-polarisatie gereflecteerd door de spiegel 123a en vervolgens dan in dezelfde richting als eerste bundel met de P-polarisatie.

De tweede bundel met een S-polarisatie is in dezelfde richting gepolariseerd 25 en wordt in een bundel met P-polarisatie geconverteerd als deze door de V2 golflengteplaat 122 passeert.

Zoals boven beschreven vermeerdert de PCS 105 de optische doelmatigheid door het converteren van ongepolariseerd licht in een bundel met een enkele uniforme polarisatie. De PCS 105 van bovenbeschreven 1 02 5 731 -_ _ 5 structuur genereert echter een bundelverlies wegens de celgrenzen van de tweede lensopstelling 104. Deze structuur is verder gecompliceerd.

Een inrichting in overeenstemming met de uitvinding heeft betrekking op een zeer doelmatig en compact projectiesysteem met gebruik 5 van een enkele verschuifeenheid voor het verschuiven van kleurbundels, die de lichtdoelmatigheid kunnen vergroten door het effectief gebruik van polarisatiecomponenten.

Overeenkomstig een eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding wordt een projectiesysteem verschaft omvattende een lichtbron, een 10 kleurenscheider, een verschuifeenheid, een lichtafsluiter, een projectielenseenheid en een polarisatieconversiesysteem dat is geïnstalleerd tussen de kleurenscheider en de lichtafsluiter. De kleurenscheider scheidt een invallende bundel naar kleur. De verschuifeenheid omvat ten minste één lenscel en zet de rotatie van de lenscel in een rechtlijnige beweging om 15 van een gebied van de lenscel waardoor licht passeert, zodat de invallende bundel wordt verschoven. De lichtafsluiter bewerkt een bundel die door de kleurenscheider wordt doorgelaten en de verschuifeenheid, overeenkomstig een beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld. De projectielenseenheid vergroot het kleurenbeeld dat door de lichtafsluiter wordt gevormd en 20 projecteert het vergrote kleurenbeeld op het scherm. Het polarisatieconversiesysteem wordt geïnstalleerd tussen de kleurenscheider en de lichtafsluiter als hierboven beschreven en converteert de invallende bundel in een bundel met een enkele polarisatie.

Overeenkomstig een aspect van een eerste voorbeelduitvoering 25 worden een eerste en tweede "fly-eye"-lens ingericht op een lichtpad tussen de kleurenscheider en de lichtafsluiter en wordt het polarisatieconversiesysteem achter de tweede "fly-eye"-lensreeks geïnstalleerd. Het polarisatieconversiesysteem omvat een aantal polarisatiebundelsplitsers die is opgesteld in een richting loodrecht op de 30 reisrichting van het licht en een aantal 1/2 golflengteplaten die zijn 1025731 6 geïnstalleerd op de uitzendoppervlakken van alternerende polarisatiebundelsplitsers. De dikte van elke polarisatiebundelsplitser is de helft van de afmeting van de lenscel van de tweede "fly-eye"-lensreeks.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat de 5 kleurenscheider eerste, tweede en derde dichtroïsche filters die schuin of in verschillende hoeken zijn geïnstalleerd tussen de optische bron en de verschuifeenheid, die elk een bundel doorlaten van een overeenkomstige kleur van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat de 10 kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's die opeenvolgend zijn verbonden tussen de optische bron en de verschuifeenheid en die respectievelijk eerste, tweede en derde dichroïsche filters omvatten die elke en bundel van eén kleur doorlaten van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren.

15 Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche filters die parallel zijn geïnstalleerd tussen de optische bron en de verschuifeenheid en die elk een bundel van een kleur doorlaten van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren. Het projectiesysteem omvat verder een prisma 20 dat is geïnstalleerd voor de eerste, tweede en derde dichroïsche prima's.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat de verschuifeenheid een enkele spiraallens 5 waarop ten minste één cilindrische lenscel spiraalsgewijs is opgesteld.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat de 25 verschuifeenheid eerste en tweede spiraallensschijven die apart van elkaar zijn geïnstalleerd en die elk ten minste één cilindrische lenscel omvatten die spiraalsgewijs is op gesteld. De verschuifeenheid omvat verder een glasstaaf die is geïnstalleerd tussen eerste en tweede spiraallensschijven.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat het 30 projectiesysteem verder een spatieel filter, geïnstalleerd tussen de lichtbron 1 025731 7 en de verschuifeenheid, met een schuif voor het regelen van de divergentiehoek of etendue van een bundel die van de lichtbron wordt uitgezonden.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat het 5 projectiesysteem verder eerste en tweede cilindrische lenzen die respectievelijk voor en achter de verschuifeenheid zijn opgesteld.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding omvat het projectiesysteem verder een polarisatiebundelsplitser die geïnstalleerd is in een lichtpad tussen het polarisatieconversiesysteem en de lichtafsluiter die 10 een bundel verzendt met een enkele polarisatie van een invallende bundel en een bundel met een andere polarisatie reflecteert. De polarisatiebundelsplitser kan een polarisatiebundelsplitser van het draadroostertype zijn.

Volgens een tweede voorbeelduitvoering van de uitvinding omvat 15 een projectiesysteem een lichtbundel, een kleurenscheider, een verschuifeenheid, een lichtafsluiter, een projectielenseenheid en polarisatieconversiesysteem dat is geïnstalleerd tussen de lichtbron en de kleurenscheider. De kleurenscheider scheidt een invallende bundel naar kleur. De verschuifeenheid omvat ten minste één lenscel en converteert de 20 rotatie van de lenscel in een rechtlijnige beweging van een gebied van de lenscel waardoor het licht passeert zodat de invallende bundel wordt verschoven. De lichtafsluiter verwerkt een bundel die wordt uitgezonden door de kleurenscheider en de verschuifeenheid, overeenkomstig een beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld. De projectielenseenheid vergroot 25 het kleurenbeeld dat wordt gevormd door de lichtafsluiter en projecteert het vergrote kleurenbeeld op scherm. Het polarisatieconversiesysteem wordt geïnstalleerd tussen de lichtbron en de kleurenscheider als hierboven beschreven en converteert de invallende bundel in een bundel met een enkele polarisatie.

1 025731 -______ 8 i i ;

Het polarisatieconversiesysteem omvat een polarisatiescheider, een reflector en een Y2 golflengteplaat. De polarisatiescheider reflecteert een eerste bundel met een eerste lineaire polarisatie van een bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron en zendt een tweede bundel met een tweede 5 lineaire polarisatie uit. De reflector wordt apart van de polarisatiescheider geïnstalleerd en reflecteert de tweede bundel die is uitgezonden door de polarisatiescheider en dan teruggereflecteerd naar de polarisatiescheider.

De XA golflengteplaat wordt geïnstalleerd op het pad van de eerste bundel die wordt gereflecteerd door de polarisatiescheider of de tweede bundel die 10 wordt gereflecteerd door de reflector en passeert door de polarisatiescheider.

De V2 golflengteplaat wijzigt de polarisatiecomponent van een invallende bundel.

De V2 golflengteplaat wordt geïnstalleerd bij of rondom het focuspunt van de eerste of tweede bundel. Een aantal kleurenbundels wordt 15 geprojecteerd op de lichtafsluiter zodat kleurenbalken worden gevormd, waarbij de invallende bundel wordt gescheiden in eerste en tweede bundels in een richting loodrecht op de richting waarin de kleurbalken zijn gearrangeerd.

Het polarisatieconversiesysteem omvat een prisma, aan weerszijde 20 waarvan de polarisatiesplitser en de reflector zijn geïnstalleerd, en waardoor een invalsoppervlak waarvan de uitgezonden bundel passeert vanuit de lichtbron. De ½ golflengteplaat wordt bevestigd aan een uitzendoppervlak van het prisma voor het integreren van het polarisatieconversiesysteem.

25 Bovengenoemde en andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijker worden onder verwijzing naar de volgende beschrijving, conclusies en begeleidende tekeningen, die niet moeten worden gelezen als beperkend voor de uitvinding op enige wijze, waarbij:

Fig. 1 een schematisch diagram is van een conventioneel 30 projectiesysteem.

1025731- 9

Fig. 2 een illustratie van R-, G- en B-kleurenbalken is overeenkomstig een conventioneel projectiesysteem.

Fig. 3 een vergrote weergave is van het polarisatieconversiesysteem (PCS) van fig. 1.

5 Fig. 4 een schematisch diagram van een projectiesysteem is volgens een eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding.

Fig. 5 een vooraanzicht is van de verschuifeenheid van fig. 4.

Fig. 6 een perspectiefaanzicht is van een alternerende verschuifeenheid volgens de eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding.

10 Fig. 7 een vergrote weergave is van de PCS van fig. 4.

Fig. 8 een perspectief aanzicht is van een polarisatiebundelsplitser van het draadroostertype dat kan worden benut in het projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoering van de uitvinding.

Fig. 9A toont een bundel op een spiraallensschijf waarbij geen 15 cilindrische lenzen worden gebruikt in een projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoering van de uitvinding.

Fig. 9B toont de bundelvorm op een spiraallensschijf wanneer een cilindrische lens is gebruikt in een projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

20 Fig. 10A tot IOC tonen de verschuifwerking van een projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoering van de uitvinding.

Fig. 11 is een schematisch diagram van een gemodificeerd voorbeeld van een projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

25 Fig. 12 is een schematisch diagram van een ander gemodificeerde vorm van een projectiesysteem volgens de eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 13 is een perspectiefaanzicht dat schematisch een opstelling toont van een projectiesysteem volgens een tweede 30 voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

1 025 731 .

10

Fig. 14 is een schematisch diagram dat een proces illustreert waarin een ongepolariseerde bundel wordt gezonden van een lichtbron en omgezet wordt in een bundel met één gepolariseerde component door de PCS van fig. 13.

5 Fig. 15 is een schematisch diagram dat een proces illustreert waarbij een ongepolariseerde bundel van een lichtbron wordt geconverteerd in een bundel met één gepolariseerde component door een andere PCS die kan worden benut in het projectiesysteem volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

10 Fig. 16 is een perspectiefaanzicht dat schematisch een opstelling toont van een gemodificeerd voorbeeld van het projectiesysteem volgens de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

De uitvinding zal nu worden beschreven onder verwijzing naar de begeleidende tekening waarbij voorbeelduitvoeringen van de uitvinding zijn 15 weergegeven. In de tekening verwijzen dezelfde referentiecijfers naar dezelfde of overeenkomstige elementen en kunnen de afmetingen van de elementen zijn overdreven voor de duidelijkheid.

Fig. 4 toont een schematisch diagram van een projectiesysteem overeenkomstig een eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding. Onder 20 verwijzing naar fig. 4, omvat een projectiesysteem volgens de eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding een lichtbron 10, een kleurenscheider 15, een verschuifeenheid 20, een polarisatieconversiesysteem (PCS) 25, een lichtafsluiter 40 en een projectielenseenheid 45. De kleurenscheider 15 scheidt licht dat wordt uitgezonden van de lichtbron 10 overeenkomstig de 25 kleur. De verschuifeenheid 20 verschuift de R-, G- en B-kleurenbundels van het licht dat is gescheiden door de kleurscheider 15. De PCS 25 converteert de bundels die worden verschoven door de verschuivereenheid 20 in bundels met een enkele polarisatie. De lichtafsluiter 40 verwerkt de verschoven bundels overeenkomstig een afbeeldingssignaal en vormt afbeelding. De 1025731-___ 11 projectielenseenheid 45 vergroot de afbeelding die door de lichtafsluiter 40 is gevormd en projecteert het vergrote beeld op een scherm 90.

De lichtbron 10 zendt wit licht uit en omvat een lamp 11 voor het genereren van licht en een reflectiespiegel 13, voor het reflecteren van licht 5 dat is uitgezonden van de lamp 11 en voor het geleiden van het pad van het gereflecteerde licht. De reflectiespiegel 13 kan een elliptische spiegel zijn met een eerste brandpunt op de positie van de lamp 11 en een tweede brandpunt op een punt waar het licht wordt gefocusseerd. Als alternatief kan de reflectiespiegel 13 een parabolische spiegel zijn die een lamp 11 10 benut als focuspunt en het licht collimeert dat uit de lamp 11 wordt uitgezonden. De reflectiespiegel 13 toont in fig. 4 een elliptische spiegel. Indien een parabolische spiegel wordt gebruikt als reflectiespiegel 13, moet eveneens een lens voor het focusseren van licht worden gebruikt.

Een collimatorlens 14 voor het collimeren van invallend licht wordt 15 geïnstalleerd in een lichtpad tussen de lichtbron 10 en de optische splitser 15. P duidt de afstand tussen de lichtbron 10 en het focuspunt van de reflectiespiegel waar licht dat van de lichtbron 10 wordt uitgezonden wordt gefocusseerd. De collimatorlens 14 kan worden geïnstalleerd op een afstand van P/5 van het focuspunt.

20 Door het installeren van het projectiesysteem op deze wijze kan een optische systeemstructuur compacter worden uitgevoerd.

Een spatieel filter 5 met een sleuf wordt geïnstalleerd tussen de lichtbron 10 en de collimatorlens 14. Het spatiële filter 5 controleert de divergentiehoek (of etendue) van het licht dat wordt uitgezonden van de 25 lichtbron 10 en wordt bij voorkeur maar niet noodzakelijk geïnstalleerd op het focuspunt van de reflectiespiegel 13. Het spatiële filter 5 kan de breedte van de sleuf regelen. De breedte van de sleuf kan worden geregeld in de richting van de kleurscheiding of een richting van kleurverschuiving.

De kleurenscheider 15 scheidt het licht dat wordt uitgezonden van 30 de lichtbron 10 in drie kleurenbundels, namelijk R-, G- en B-bundels. De _1 02573 1____ 12 kleurenscheider 15 wordt samengesteld met de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 15a, 15b en 15c die schuin zijn opgesteld op verschillende hoeken met betrekking tot de invallende lichtas. De kleurenscheider 15 scheidt invallend licht overeenkomstig een voorbepaalde golflengtebereik en 5 ontvangt de gescheiden lichtbundels op verschillende hoeken. Bijvoorbeeld reflecteert een eerste dichroïsche filter 15a een bundel in het rode golflengtebereik, R, van het witte invallende licht en zend tegelijkertijd bundels in het groene en blauwe golflengtebereik G en B door. Het tweede dichroïsche filter 15b reflecteert de G-bundel van de bundels die door het 10 eerste dichroïsche filter 15a zijn doorgelaten en laat op hetzelfde moment de B-bundel door. Het derde dichroïsche filter 15c reflecteert de B-bundel die wordt uitgezonden door de eerste en tweede dichroïsche filter 15a en 15b.

Derhalve worden de R-, G- en B-bundels waarbij invallend licht is gescheiden naar golflengte door eerste, tweede en derde dichroïsche filter 15 15a, 15b en 15c in verschillende hoeken gereflecteerd. De R- en B-bundels worden gefocusseerd op de G-bundel en vallen dan in op de verschuifeenheid 20.

De verschuifeenheid 20 omvat ten minste één lenscel waardoor licht passeert en verschuift het ücht dat wordt gescheiden door 20 kleurenscheider 15. De verschuifeenheid 20 verschuift invallende kleurenbundels door het converteren van de rotatie van de lenscel in een rechtlijnige beweging van een gebied van de lenscel waardoor het licht passeert. Dit verschuiven zal later in detail worden beschreven.

De verschuifeenheid 20 van fig. 4 is spiraallensdisk die wordt 25 gevormd door het spiraalsgewijs opstellen van ten minste één cilindrische lens 20a zoals in fig. 5 is getoond. Fig. 5 is een vooraanzicht van de verschuifeenheid 20. In fig. 5 duidt referentiekarakter L een gebied van de verschuifeenheid 20 aan waarop de bundel invalt.

Fig. 6 is een perspectief weergave van een verschuivingseenheid 20' 30 die kan worden toegepast in het projectiesysteem van fig. 4. Zoals in fig. 6 is 102573 1-_ « 13 weergegeven kan de verschuivingseenheid 20' eerste en tweede spiraallensschijven 26 en 27 omvatten die op een voorbepaalde afstand van elkaar zijn opgesteld, en een glazen staaf 28 die tussen eerste en tweede spiraallenzen is geïnstalleerd. Elk van de eerste en tweede 5 spiraallensschijven 26 en 27 wordt gevormd door het spiraalsgewijze organiseren van cilindrische lenscellen op de ten minste één zijde van elk van de eerste en tweede spiraallensschijven 26 en 27. De doorsneden van de eerste en tweede spiraallensschijven 26 en 27 zijn cilindrische lensreeksen. De eerste en tweede spiraallensschijven 26 en 27 zijn geïnstalleerd om te 10 draaien en te worden gesteund door middel van een houder 29 zodat ze op een uniforme snelheid kunnen worden geroteerd door een aandrijfbron 80.

Eerste en tweede cilindrische lensen 16 en 17 worden voor en achter de verschuivingseenheid geïnstalleerd. Eerste en tweede "flye-eye" lensreeksen 34 en 35 en een "relay" lens 38 zijn geïnstalleerd in een lichtpad 15 tussen tweede cilindrische lens 17 en de lichtafluiter 40. De breedte van een lichtbundel die op een verschuifeenheid 20 invalt, wordt verminderd door de eerste cilindrische lens 16, waardoor het lichtverlies wordt verminderd. Het licht dat wordt doorgelaten door verschuifeenheid 20 wordt in de originele toestand teruggebracht door de tweede cilindrische lens 17.

20 De PCS 25 voor het converteren van ungepolariseerd licht dat wordt doorgelaten door de tweede "fly-eye" lensreeks 35 in een lichtbundel met een enkele polarisatie, wordt tussen de tweede "fly-eye" lensreeks 35 en de "relay" lens 38 geïnstalleerd.

Fig. 7 is een vergrote weergave van PCS 25 van fig. 4. Onder 25 verwijzing naar fig. 7 omvat de PCS 25 een polarisatiebundelsplitser (PBS) reeks 23 en een Vi golflengteplaat 24. De PBS reeks 23 omvat eerste en tweede PBS 21 en 22 die loodrecht op de reisrichting van de lichtbundel worden geïnstalleerd. De Y2 golflengteplaat 24 wordt op een uitzendoppervlak van de tweede PBS 22 geïnstalleerd. De dikte van de PBS

1 025731 - 14 reeks 23 kan de helft van de afmeting (D) van een lenscel van de tweede "fly-eye" lensreeks 35 bedragen.

De eerste PBS 21 laat een eerste lichtbundel door met één polarisatie van een ongepolariseerde lichtbundel die wordt doorgelaten door 5 de tweede "fly-eye" reeks 35 naar de "relay" lens 28 en tezelfdertijd reflecteert een tweede lichtbundel met de andere polarisatie naar de tweede PBS 22. Om de tweede lichtbundel te reflecteren omvat de eerste PBS 21 een eerste polarisatiefilter 21a. Zoals in fig. 7 is weergegeven, laat, wanneer licht dat wordt gevormd door het combineren van licht met een P polarisatie 10 (parallel aan de tekening) en licht met een S polarisatie (loodrecht op het vlak van tekening) invalt op de eerste PBS 21, een eerste polarisatiefilter 21a het licht met de P polarisatie door en reflecteert het licht met de S polarisatie.

De tweede PBS 22 reflecteert de tweede lichtbundel die wordt 15 gereflecteerd door de PBS 21 zodat de tweede lichtbundel naar de "relay" lens 38 reist. De tweede PBS 22 wijzigt slechts het pad van een invallende lichtbundel zonder dat de polarisatie wordt gewijzigd en de tweede lichtbundel die door de tweede PBS 22 wordt doorgelaten, reist parallel aan de eerste lichtbundel en wordt doorgelaten door de eerste PBS 21. De 20 tweede PBS 22 omvat een tweede polarisatiefilter 22a voor het reflecteren van een lichtbundel met een specifieke polarisatiecomponent, bijvoorbeeld de S polarisatiecomponent van de ongepolariseerde lichtbundel die wordt doorgelaten door de tweede "fly-eye" lensreeks 35. Het tweede polarisatiefilter 22a kan een totaal reflectiespiegel zijn voor het totaal 25 reflecteren van een invallende lichtbundel.

De Vz golflengteplaat 24 wijzigt een ontvangen lichtbundel van één polarisatie in een lichtbundel van de andere polarisatie. Zoals in fig. 7 is weergegeven, wijzigt de Vi golflengteplaat 24 de eerste lichtbundel met een S polarisatie die is gereflecteerd door de tweede polarisatiefilter 22a naar 30 een lichtbundel met een P polarisatie zoals de eerste lichtbundel.

1 02573 1 -___ 15

In plaats van het installeren op het uitzendoppervlak van de tweede PBS kan de V2 golflengteplaat 24 op het uitzendoppervlak van eerste PBS 21 worden geïnstalleerd zodat de polarisatie van de eerste lichtbundel wordt gewijzigd naar die van de tweede lichtbundel.

5 Door het gebruik van de PCS 25 kim al het uitgezonden licht van de lichtbron 10 worden gebruikt wat de lichtdoelmatigheid verhoogt.

Een PBS 60 voor het doorlaten of reflecteren van licht wordt gezonden door de "relay" lens 38 volgens de polarisatie en wordt geïnstalleerd tussen de "relay" lens 38 en de lichtsluiter 40. De PBS 60 10 reflecteert een lichtbundel met één polarisatie bijvoorbeeld een S polarisatie voor een invallende ongepolariseerde lichtbundel en laat een lichtbundel van de andere polarisatie, bijvoorbeeld een P polarisatie door.

In plaats van de PBS 60 kan een draadrooster PBS 30 van fig. 8 worden benut in het projectiesysteem volgens de eerste voorbeelduitvoering 15 van de uitvinding. Onder verwijzing naar fig. 8 omvat het draadrooster PBS

30 een substraat 31 en een draadelement 32 die parallel zijn opgesteld op een regelmatige interval aan één zijde van het substraat 31. Het substraat 31 is van glas gemaakt en de draadelementen 32 zijn gevormd van een geleidend materiaal.

20 De lichtafsluiter 40 verwerkt het licht dat wordt doorgelaten door de PBS 60 volgens een beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld. De lichtafsluiter 40 is een reflectief vloeibaar kristalscherm. De polarisatie van het licht dat wordt uitgezonden door de PBS 60 wordt gewijzigd door modulatie van elk van de cellen van de lichtafsluiter 40 en het resultante 25 licht wordt gereflecteerd door de PBS 60 richting de projectielenseenheid 45.

De projectielenseenheid 45 vergroot het kleurenbeeld dat wordt gevormd door de lichtafsluiter 40 en projecteert het vergrote kleurenbeeld op scherm 90. In fig. 4 duiden referentiecijfers 39 en 41 een polarisator en analysator, respectievelijk.

1025731- _ ! 16

De werking van het projectiesysteem volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding met bovengenoemde configuratie zal nu onder verwijzing naar fig. 4 worden beschreven. Ten eerste valt wit licht van de lichtbron 10 op de kleurenscheider 15 via het spatiële filter 5 en de 5 collimatorlens 14.

Vervolgens wordt het witte licht dat invalt op de kleurenscheider 15 gescheiden in drie kleurenbundels namelijk R-, G- en B-kleuren door eerste, tweede en derde dichroïsche filters 15a, 15b en 15c en de R-, G- en B-kleurenbundels vallen in op de verschuivingseenheid 20. De breedte van het 10 licht dat wordt uitgezonden door het eerste, tweede en derde dichroïsche filter 15a, 15b en 15c wordt verminderd door de eerste cilindrische lens 16 die wordt geïnstalleerd aan de voorzijde van de verschuifeenheid 20. Het licht valt vervolgens in op de verschuifeenheid 20.

Fig. 9A toont de doorsnede van een bundel L' die invalt op de 15 verschuifeenheid 20 zonder dat deze de eerste cilindrische lens 16 passeert.

Bundel L' heeft een breedte W'. Fig. 9B toont een doorsnede van een bundel L die een breedte W heeft die wordt verminderd door de eerste cilindrische lens 16 en die dan vervolgens invalt op de verschuivingseenheid 20. In het geval van de bundel L', dat wil zeggen dat wanneer de bundel die door de 20 verschuivingseenheid 20 passeert relatief breed is, komt de gekromde vorm van de spiraallensreeks niet overeen met die van de bundel L' en treedt derhalve lichtverlies op over een niet overeenkomend gebied A' voor elke kleur. Om het lichtverlies te minimaliseren is eerste cilindrische lens 16 verschaft voor het produceren van de bundel L met een verminderde breedte 25 zoals in fig. 9B is weergegeven. De vorm van de spiraallensreeks zoals in fig.

9B is weergegeven, staat dichter op die van de bundel L. Het niet overeenkomende gebied A voor elke kleur bij gebruik van de eerste cilindrische lens 16 is kleiner dat het niet overeenkomende gebied A', waarbij geen cilindrische lens wordt gebruikt. Het lichtverlies wordt 30 derhalve verminderd door gebruik van de cilindrische lens.

1025731- _ 17

Onder verwijzing naar fig. 4 wordt de breedte van het licht dat eerder wordt verminderd door de verschuivingseenheid 20 naar de originele breedte teruggebracht door de tweede cilindrische lens 17. Zoals bovenbeschreven, kan het lichtverlies worden verminderd door het regelen 5 van de breedte van het licht door gebruik van eerste en tweede cilindrische lensen 16 en 17 en kan ook de kwaliteit van het resultante kleurenbeeld worden verbeterd.

De R-, G- en B-kleurenbundels die worden uitgezonden door de tweede cilindrische lens 17 worden op elk van de lenscellen gefocusseerd 10 van eerste en tweede "fly-eye" lensenreeks 34 en 35. Nadat de R-, G- en B-bundels door de lenscellen van de eerste en tweede "fly-eye" lensenreeks 34 en 35 passeren, worden ze gescheiden en gefocusseerd op overeenkomstige kleurengebieden van de lichtafsluiter 40 via een "relay" lens 38 zoals in fig. 10A is weergegeven. Voordat ze invallen op de "relay" lens 38 wordt licht dat 15 wordt uitgezonden door de tweede "fly-eye" lensreeks 35 geconverteerd in licht met een enkele polarisatie door de PCS 25.

Voordat licht dat wordt doorgelaten door de "relay" lens 38 wordt gefocusseerd op de lichtafsluiter 40, passeert het de polarisator 39 en de PBS 60. Nadat het licht wordt gefocusseerd op het lichtafsluiter 40 wordt 20 het daardoor gereflecteerd naar de PBS 60. Op dat moment wordt de polarisatie van het gereflecteerde licht gewijzigd door modulatie van elk van de cellen van de lichtafsluiter 40. Vervolgens wordt het licht met de gewijzigde polarisatie ontvangen en gereflecteerd door de PBS 60 richting de analysator 41 en de projectlenseenheid. 45.

25 Het verschuiven van kleurenbundels dat wordt gevormd op de lichtafsluiter zal nu worden beschreven onder verwijzing naar de fig. 10A en 10C bij wijze van voorbeeld. Hierbij wordt verondersteld dat de verschuifeenheid 20 in de richting roteert die wordt aangewezen door de pijl zoals is weergegeven in fig. 5.

1025731- 18

Ten eerste, zoals in fïg. 10A is weergegeven vallen de R-, G- en B-kleurenbundels die worden verkregen van de kleurenscheider 15 van fig. 4 in op elk van de lenscellen van 20a van de verschuifeenheid 20. De R-, G- en B-bundels die worden doorgezonden door eerste en tweede "fly-eye" 5 lensreeksen 34 en 35 worden gescheiden en gefocusseerd op overeenkomstige kleurgebieden van de lichtafsluiter 40 via de relay lens 30. De R-, G- en B-kleurenbundels worden vervormd op de lichtafsluiter 40. De eerste en tweede fly-eye lensreeksen 34 en 35 dienen als kleurenbundel vormingmiddel voor het scheiden en focusseren van invallende 10 kleurenbundels op overeenkomstige kleurgebieden van de lichtafsluiter 40. Ten eerste passeert licht door de verschuifeenheid 20, de flye eye lensreeks 25 en de relay lens 38 en vormt kleurenbundels op de lichtafsluiter 40 bijvoorbeeld in een R-, G- en B-volgorde. Vervolgens als de verschuifeenheid 20 roteert beweegt het lensoppervlak van de verschuifeenheid 20 geleidelijk 15 omhoog terwijl het licht door de verschuifeenheid 20 passeert.

Dienovereenkomstig variëren de focuspunten van de kleurenbundels die passeren door de verschuifeenheid 20 als de verschuifeenheid 20 beweegt en worden de kleurenbundels in G, B en R volgorde gevormd zoals in fig. 10B is weergegeven. Vervolgens als de verschuifeenheid 20 roteert zodat de 20 invallende kleurenbundels verschuiven, worden de kleurenbalken in B, R en G volgorde gevormd zoals in fig. 10C is weergegeven. Met andere woorden, de locaties van de lenzen waarop de bundels invallen veranderen volgens de rotatie van de verschuifeenheid 20 en worden rotaties van de verschuifeenheid 20 geconverteerd in een rechtlijnige beweging van een 25 cilindrische lensreeks wanneer gezien van de doorsnede van de spiraalvormige lensschijf 20 zodat het verschuiven wordt uitgevoerd. Zulk verschuiven wordt periodiek herhaald als de schuifeenheid 20 roteert.

Kleurenlijnen worden op elk van de lenscellen 20a van de verschuifeenheid 20 gevormd en op soortgelijke wijze worden kleurenlijnen 30 op elk van de lenscellen van de eerste fly-eye lensreeks 34 gevormd.

102 573 i' 19

Lenscellen 20a van de verschuivingseenheid 20 waardoor het licht passeert kunnen met rijen worden gekoppeld met eerste en tweede fly-eye lensreeksen 34 en 35 in een-op-een correspondentie. Met andere woorden, indien het aantal van de lenscellen dat wordt bezet door licht dat door de 5 verschuifeenheid 20 passeert vier bedraagt, kan elk van de eerste en tweede fly-eye lensreeksen 34 en 35 vier rijen bevatten.

Het aantal van de lenscellen 20a van de verschuivingseenheid 20 kan worden geregeld door het synchroniseren van de verschuivingseenheid 20 met de werkingsfrequentie van de lichtafsluiter 40. Dat wil zeggen, 10 indien de werkingsfrequentie van de lichtafsluiter 40 hoger is worden meer lenscellen 20a benut zodat de verschuifsnelheid sneller kan zijn terwijl de rotatiesnelheid van de verschuivingseenheid 20 constant is. Alternatief kan de verschuivingseenheid 20 worden gesynchroniseerd met de werkingsfrequentie van de lichtafsluiter 40 door het regelen van de 15 rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 20 terwijl het aantal lenscellen 20a op de verschuifeenheid 20 constant wordt gehouden.

Hoewel in een voorbeeld zoals boven beschreven de verschuifeenheid 20 een enkele spiraalvormige lensschijf bevat waarop een aantal cilindrische lenscellen 20a spiraalsgewijze zijn opgesteld, kunnen 20 verscheidene wijzigingen worden gemaakt met betrekking tot de vorm van de verschuivingseenheid 20 teneinde de rotatie van de verschuivingseenheid 20 om te zetten in een rechtlijnige beweging van een lensreeks zodat kleuren verschuiving wordt uitgevoerd volgens een ander ontwerp. De in fig. 6 getoonde verschuivingseenheid 20 kan derhalve bestaan uit een aantal 25 spiraalvormige lensschijven volgens een ontwerpregel.

Zoals boven beschreven kan een enkele verschuifeenheid volgens de uitvinding voor alle kleuren worden benut zonder dat een afzonderlijke kleurverschuifeenheid wordt geïnstalleerd voor elke afzonderlijke kleur. Het projectiesysteem kan daardoor meer compact worden uitgevoerd.

1 025731 ~ 20

Fig. 11 is een schematische weergave van een gewijzigd voorbeeld van een projectiesysteem volgens de eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding. Onder verwijzing naar fig. 11 omvat een gemodificeerd projectiesysteem een lichtbron 50, een verschuivingseenheid 20, een 5 kleurenscheider 55, een PCS 25, een lichtafsluiter 40 en een projectielenseenheid 45 die op volgorde zijn opgesteld. De verschuivingseenheid 20 roteert voor het verschuiven van een lichtbundel die wordt uitgezonden vanuit een lichtbron 50. De kleurenscheider 55 scheidt een lichtbron die wordt doorgezonden door de verschuivingseenheid 10 20 volgens de kleur. De PCS 25 converteert de polarisatie van de bundels die worden uitgezonden door de kleurscheider 55 in een enkele polarisatie. De lichtafsluiter 40 verwerkt de bundels die worden uitgezonden door PCS 25 volgens een beeldsignaal en vormt een beeld. De projectielenseenheid 45 vergroot het beeld dat wordt gevormd door de lichtafsluiter 40 en projecteert 15 het vergrote beeld op het scherm 90.

De lichtbron 50 omvat een lamp 51 voor het genereren van een lichtbundel en een reflectiespiegel 53 voor het reflecteren van de lichtbundel die wordt uitgezonden door de lamp 51 en voor het geleiden van het pad van de gereflecteerde lichtbundel. De reflectiespiegel 53 kan een elliptische 20 spiegel zijn met een eerste focuspunt op de positie van de lamp 51 en een tweede focuspunt waarbij het licht wordt gefocusseerd. Alternatief kan de reflectiespiegel 53 een parabolische spiegel zijn die lamp 51 benut als focuspunt die de lichtbundel collimeert die wordt uitgezonden van de lamp 51. De reflectiespiegel 53 die in fig. 11 is weergegeven, is een parabolische 25 spiegel. Derhalve is een eerste collimatorlens 52 voor het focusseren van de invallende bundel ook voorzien.

Een spatieel filter 5 voor het controleren van de divergentiehoek van het licht dat wordt uitgezonden door lichtbron 50 en een tweede collimatorlens 54 voor het collimeren van en invallende bundel worden op 30 volgorde geïnstalleerd in een lichtpad tussen de eerste collimatorlens 52 en 1025731' 21 de verschuivingseenheid 20. Aangezien het spatieel filter 5 reeds hierboven is beschreven en de tweede collimatorlens 54 werkt zoals de collimatorlens 14 in de eerste uitvoeringsvorm, zal deze hier verder niet worden beschreven.

5 De eerste cilindrische lens 16 voor het verminderen van de breedte van een lichtbundel die invalt op de verschuivingseenheid 20 wordt geïnstalleerd aan de voorzijde van de verschuivingseenheid 20.

Zoals in fig. 5 is weergegeven, omvat de verschuivingseenheid 20 een enkele spiraallensschijf waarop ten minste één cilindrische lens 20a 10 spiraalsgewijs is opgesteld. Alternatief zoals in fig. 6 is weergegeven, kan de verschuivingseenheid 20 eerste en tweede spiraallensschijven 26 en 27 omvatten en een glazen staaf 28. Aangezien het principe van het verschuiven van invallend licht door middel van rotatie van de verschuivingseenheid 20 zoals reeds boven is beschreven, zal deze hier niet 15 verder in detail worden beschreven.

De kleurenscheider 55 omvat eerste, tweede en derde dichroïsche filters 55a, 55b en 55c voor het verzenden en reflecteren van invallend licht op volgorde van kleur. In tegenstelling daartoe worden bij het projectiesysteem van fig. 4 de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 20 55a, 55b en 55c parallel ten opzichte van elkaar opgesteld. De lichtbundels die invallen op de verschuivingseenheid 20 passeren onder verschillende hoeken door verschillende gebieden van een cilindrische lenscel 20a. De lichtbundels vallen op de kleurenscheider 55 en worden gescheiden in bundels van verschillende kleuren door eerste, tweede en derde dichroïsche 25 filters 55a, 55b en 55c. Ten slotte bewegen de gescheiden lichtbundels onder verschillende hoeken. Eveneens in tegenstelling tot het projectiesysteem van fig 4 is een prisma 56 begrepen tussen de verschuivingseenheid 20 en de kleurenscheider 55 voor het overdragen van een invallend licht bij de kleurenscheider 55 zonder dat het lichtpad wordt gewijzigd.

102 5 731 -______ ______ 22

De tweede cilindrische lens 17, de eerste en tweede fly-eye lensreeksen 34 en 35, the PCS 25, de relay lens 38, de polarisator 39 en de PBS 60 worden op volgorde ingericht op het lichtpad tussen de kleurenscheider 55 en de lichtafsluiter 40. De tweede cilindrische lens 17 5 herstelt de oorspronkelijke breedte van de bundel die wordt vernauwd door eerste cilindrische lens 16. Aangezien eerste en tweede flye-eye lensreeks 34 en 35, de PCS 25, de relay lens 38, de PBS 60 en de lichtbron 40 reeds boven zijn beschreven, zullen deze hier niet verder in detail worden beschreven.

De projectielenseenheid 45 vergroot het beeld dat wordt gevormd 10 door de lichtafsluiter 40 en gereflecteerd door de PBS 60 en projecteert het vergrote beeld op het scherm 90.

Fig. 12 is een schematisch diagram van een ander gemodificeerd voorbeeld van een projectiesysteem volgens de eerste voorbeelduitvoering van de uitvinding. Aangezien het projectiesysteem soortgelijk is aan het 15 projectiesysteem van fig. 4 behalve de optische pijp 70 die wordt gebruikt als kleurenscheider zal alleen de optische pijp 70 in detail worden beschreven.

Onder verwijzing naar fig. 12 omvat de optische pijp 70 eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's 79, 81 en 83 die een invallende bundel scheiden in een eerste, tweede en derde kleurenbundel II, 12, en 13 door het 20 reflecteren van bundels in overeenkomstige golflengtebereiken en het uitzenden van bundels in alle andere golflengtebereiken.

Het eerste dichroïsche prisma 79 heeft een eerste dichroïsche filter 79a, dat de eerste kleurenbundel II van de invallende bundel en de tweede en derde kleurenbundels 12 en 13 doorlaat. Bijvoorbeeld laat de eerste 25 dichroïsche filter 79a een rode bundel en laat groene en blauwe bundels G en B door.

Het tweede dichroïsche prisma 81 wordt bevestigd op het eerste dichroïsche prisma 79 en heeft een tweede dichroïsche filter 81a. Het tweede dichroïsche filter 81a reflecteert de tweede kleurenbundel II, bijvoorbeeld de 1 025731-__ 23 G-bundel en laat de eerste en derde kleurenbundels 12 en 13, bijvoorbeeld Ηβη B-bundels, door.

Het derde dichroïsche prisma 83 wordt bevestigd op het tweede dichroïsche prisma 81 en heeft een derde dichroïsche filter 83a. Het derde 5 dichroïsche filter 83a reflecteert de derde kleurenbundel 13, bijvoorbeeld de B-bundel, van de invallende bundel en verzendt de eerste en tweede kleurenbundels II en 12 door, bijvoorbeeld de R- en G-bundels. Het derde dichroïsche filter 83a kan worden vervangen door een spiegel met totale reflectie die gehele invallende bundel kan reflecteren.

10 De bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron 10 wordt vervolgens gescheiden in bundels van verschillende kleuren door de optische pijp 70 met een dergelijke configuratie en de bundels van verschillende kleuren worden naar de verschuifeenheid 20 verstuurd.

Een projectiesysteem volgens een tweede voorbeeldsuitvoering van 15 de uitvinding zal nu onder verwijzing naar de fig. 13 en 14 worden beschreven. Fig 13 is een perspectief weergave die schematisch een opstelling van een projectiesysteem volgens een tweede voorbeeldsuitvoering van de uitvinding toont. Fig. 14 is een schematisch diagram voor het illustreren van een werkwijze waarbij een 20 ongepolariseerde bundel fan een lichtbron wordt uitgezonden en geconverteerd in een bundel met een enkele polarisatie bij de PCS van fig.

13.

Onder verwijzing naar fig. 13 omvat een projectiesysteem volgens de tweede voorkeursuitvoering van de uitvinding een lichtbron 50, een PCS, 25 een verschuivingseenheid 20, een kleurenscheider 55 en een lichtsluiter 40 die op volgorde zijn opgesteld. De PCS converteert een bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron 50 in een bundel met een enkele polarisatie.

De verschuivingseenheid 20 roteert voor het verschuiven van de bundel die wordt uitgezonden door de PCS. De kleurenscheider 55 scheidt een bundel 30 die wordt uitgezonden door de verschuivingseenheid 20 in bundel van 1 025731-_ _ 24 verschillende kleuren. De lichtafsluiter 40 verwerkt bundels die worden doorgelaten door de kleurenscheider 55 volgens een beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld.

Een eerste collimatorlens 52 wordt gepositioneerd tussen de 5 lichtbron 50 en de PCS. Een spatieel filter 5, een tweede collimatorlens 54 en een eerste cilindrische 16 wordt op volgorde gearrangeerd tussen de PCS en de verschuivingseenheid 20.

Gelijk als bij de het projectiesysteem van fig. 11 omvat de kleurenscheider 55 een eerste, tweede en derde dichroïsche filters 55a, 55b 10 en 55c die parallel ten opzichte van elkaar zijn opgesteld. Een prisma 56 is verder voorzien tussen de verschuivingseenheid 20 en de kleurenscheider 55 voor het overbrengen van invallend licht van de kleurenscheider 55 zonder dat het lichtpad wordt gewijzigd.

Een tweede cilindrische lens 17, eerste en tweede fly-eye 15 lensreeksen 34 en 35 en een relay lens 38 zijn op volgorde opgesteld op het lichtpad tüssèn de kleurenscheider 55 en de lichtbron 40. Hoewel in fig. 13 niet is weergegeven, kan een PBS worden geïnstalleerd tussen de relay lens 38 en de lichtafsluiter 40 en kan een projectielenseenheid zijn geïnstalleerd op het pad waarlangs het kleurenbeeld wordt gevormd door de lichtafsluiter 20 40 dat gereflecteerd wordt door de PBS.

Aangezien het projectiesysteem met een dergelijke structuur soortgelijk is aan het projectiesysteem van fig. 11 behalve de structuur en de locatie van de PCS, zal alleen de PCS worden in detail beschreven.

Onder verwijzing naar fig. 13 en 14 omvat de PCS een 25 polarisatiescheider 73a, een reflector 73b en een XA golflengteplaat 74. De polarisatiescheider 73a reflecteert een eerste bundel met een eerste lineaire polarisatie, bijvoorbeeld een S-polarisatie, van een bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron 50 en verzendt een tweede bundel met een tweede lineaire polarisatie, bijvoorbeeld een P-polarisatie. De reflector 73b 30 wordt op afstand geïnstalleerd van de polarisatiescheider 73a en reflecteert 1025731-__ 25 de tweede bundel die wordt uitgezonden door de polarisatiescheider 73a terug naar de polarisatiescheider 73a. De Va golflengteplaat 74 wordt geïnstalleerd op een pad van of de eerste bundel die is gereflecteerd door de polarisatiescheider 73a of de tweede bundel die is gereflecteerd door de 5 reflector 73b en passeert vervolgens door de polarisatiescheider 73a en wijzigt de polarisatie van de bundel die daardoor passeert. De Va golflengteplaat 74 kan worden geïnstalleerd nabij het spatiële filter 5, dat wil zeggen geïnstalleerd in of nabij het focuspunt van de eerste of tweede bundel.

10 In bovenstaande structuur focusseert de bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron 50 op de eerste collimatorlens 52 en passeert door de polarisatiescheider 73a en/of de reflector 73b. Op dat moment wordt de lichtbundel gescheiden in een eerste en tweede bundels met verschillende polarisaties waarbij elk van de eerste en tweede bundels wordt 15 gefocusseerd. De richting waarin de lichtbundel wordt gescheiden in eerste en tweede bundels is loodrecht ten opzichte van de kleurenverschuifrichting, dat wil zeggen in de richting waarin kleurenbalken op de lichtafsluiter 40 worden verschoven. De polarisatiecomponent van een van de eerste en tweede bundels wordt gewijzigd door de Va golflengteplaat 74. Als gevolg 20 daarvan hebben de resultante eerste en tweede bundels identieke polarisaties en bewegen naar de tweede collimatorlens 54.

Fig. 15 toont een andere PCS die kan worden benut voor het projectiesysteem volgens een tweede voorbeelduitvoering van de uitvinding. Onder verwijzing naar fig. 15 omvat deze PCS een prisma 83 en een ½ 25 golflengteplaat 84 die is bevestigd op het uitzendoppervlak van het prisma 83. Een polarisatiescheider 83a en een reflector 83b zijn geïnstalleerd aan weerszijden van het prisma 83. Het prisma 83 heeft een invallend oppervlak waardoor de bundel die wordt uitgezonden van lichtbron 50 binnentreedt.

1 025731-____ _ 26

Aangezien de polarisatiescheider 83a, de reflector 83b en de ½ golflengteplaat 84 op gelijke wijze werken als de overeenkomstige delen in fig. 14 zullen deze niet verder in detail worden besproken.

Fig. 16 is een perspectief weergave dat een schematische opstelling 5 toont van een gemodificeerd voorbeeld van een projectiesysteem volgens de tweede voorbeelduitvoeringsvorm van de uitvinding. Onder verwijzing naar fig. 16 omvat dit projectiesysteem een lichtbron 10, aan PCS, een kleurenscheider 15, aan verschuifeenheid 20 en een lichtafsluiter 40, die op volgorde zijn opgesteld. De PCS converteert een bundel die wordt 10 uitgezonden van de lichtbron 10 en een bundel met een enkele polarisatie.

De kleurenscheider 15 scheidt een bundel die wordt uitgezonden door de PCS in bundels van verschillende kleuren. De verschuifeenheid 20 verschuift de bundels van verschillende kleuren die worden verkregen door de kleurenscheider 15. De lichtafsluiter 40 verwerkt de bundels die worden 15 uitgezonden door de verschuifeenheid 20 volgens een beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld.

Een spatieel filter 5 en een collimatorlens 14 zijn op volgorde opgesteld tussen de PCS en de kleurenscheider 15.

De kleurenscheider 15 wordt geconstrueerd met eerste, tweede en 20 derde dichroïsch filters 15a, 15b en 15c die schuin zijn opgesteld onder verschillende hoeken met betrekking tot een invallende optische as. De optische pijp 70 van fig. 12 kan in plaats van kleurenscheider 15 worden gebruikt.

Een eerste cilindrische lens 16 wordt geïnstalleerd tussen de 25 kleurenscheider 15 en verschuifeenheid 20. Een tweede cilindrische lens 17, eerste en tweede fly-eye reeks 34 en 35 en een relay lens 38 zijn op volgorde opgesteld op het lichtpad tussen de verschuifeenheid 20 en de lichtafsluiter 40. Hoewel in fig. 16 niet is weergegeven kan een PBS zijn geïnstalleerd tussen de relay lens 38 en de lichtafsluiter 40 en kan een 30 projectielenseenheid zijn geïnstalleerd op het pad waarlangs het 1 025731 -____ 27 kleurenbeeld wordt gevormd door lichtafsluiter 40 die wordt gereflecteerd door de PBS.

De PCS omvat een polarisatiescheider 73a, een reflector 73b en een y2 golflengteplaat 74. Aangezien de PCS soortgelijk is aan de PCS van fig. 13 5 en 14 zal deze niet verder in detail worden beschreven. De PCS van fig. 15 kan worden gebruikt in plaats van de PCS van fig. 16.

Zoals boven beschreven heeft een projectiesysteem volgens de uitvinding de volgende effecten. Er wordt een PCS voor het converteren van een ongepolariseerd wit licht, dat wordt uitgezonden door een lichtbron in 10 een bundel met een enkele polarisatie, geïnstalleerd voor of achter een kleurenscheider waardoor een optische doelmatigheid wordt vergroot en het projectiesysteem wordt vereenvoudigd.

Vervolgens wordt in plaats van het installeren van een verschuifeenheid voor elke aparte kleur een enkele verschuifeenheid 15 geïnstalleerd voor het behandelen van alle kleurenbundels waardoor de afmeting van het projectiesysteem wordt verminderd.

Ten derde wordt het verschuiven uitgevoerd door het roteren van de verschuifeenheid in de eindrichting zonder dat de richting wordt veranderd, waardoor een continue consistente verschuiving wordt bereikt.

20 De enkele verschuifeenheid kan worden gebruikt voor het verschuiven den alle kleurenbundels, waardoor de snelheid van de kleurenbundels constant is. De synchronisatie van de kleurenbundels wordt daardoor eenvoudiger geregeld.

Hoewel de uitvinding is getoond en beschreven onder verwijzing 25 naar voorbeelduitvoeringen zal worden begrepen door de vakman dat verscheidene wijzigingen in vorm en detail kunnen worden aangebracht zonder dat wordt afgeweken van geest en het bereik van de uitvinding zoals is gedefinieerd in de navolgende conclusies.

30 1025731...... . .

Claims (29)

1. Een projectiesysteem, omvattende: een lichtbron; een kleurenscheider die invallende bundels volgens kleur scheidt; een verschuivingseenheid, omvattende ten minste één lenscel, die 5 de rotatie van de lenscel converteert in een rechtlijnige beweging van een gebied van de cel waardoor licht passeert zodat een invallende bundel wordt verschoven; een lichtafsluiter die een bundel verwerkt die wordt doorgelaten door de kleurenscheider en de verschuivingseenheid volgens een 10 beeldsignaal en die een kleurenbeeld vormt; een projectielenseenheid die het kleurenbeeld dat wordt gevormd door de lichtafsluiter vergroot en het vergrote kleurenbeeld projecteert op een scherm; en een polarisatieconversiesysteem dat is geïnstalleerd tussen de 15 kleurenscheider en de lichtafsluiter, die invallende lichtbundel converteert in een bundel met een enkele polarisatie.

2. Projectsysteem volgens conclusie 1, waarbij een eerste en tweede fly-eye lens zijn opgesteld op een lichtpad 20 tussen de kleurenscheider en de lichtafsluiter; en waarbij het polarisatieconversiesysteem wordt geïnstalleerd achter de tweede flye-eye lensenreeks.

3. Projectiesysteem volgens conclusie 2, waarbij het 25 polarisatieconversiesysteem omvat: een aantal polarisatiebundelsplitsers die loodrecht zijn opgesteld ten opzichte van de reisrichting van het licht; en 1 025731_ een aantal V2 golflengteplaten die zijn geïnstalleerd op uitzendoppervlakken van alternerende polarisatiebundelssplitsers.

4. Het projectiesysteem volgens conclusie 2, waarbij de dikte van elk 5 van de polarisatiebundelsplitsers de helft van de afmeting van een lenscel bedraagt van de tweede fly-eye lensreeks.

5. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij: de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche filters 10 omvat die schuin zijn geïnstalleerd in verschillende hoeken tussen de optische bron en de verschuifeenheid; en waarbij elk dichroïsche filter een bundel doorlaat van één kleur en bundels van andere kleuren reflecteert.

6. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij: de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's omvat die op volgorde zijn verbonden met elkaar tussen de optische bron en de verschuifeenheid; en waarbij elk dichroïsche prisma een dichroïsch filter omvat dat een 20 bundel doorlaat van één kleur van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteert.

7. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij: de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche filters 25 omvat die zijn geïnstalleerd parallel ten opzichte van elkaar tussen de optische bron en de verschuivingseenheid; en waarbij elk dichroïsch filter een bundel doorlaat van één kleur van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteert. 1025731_____

8. Projectiesysteem volgens conclusie 7, verder omvattende een prisma dat is geïnstalleerd voor eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's.

9. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij de verschuivingseenheid een spiraal vormige lensschijf omvat waarop ten minste één cilindrische lenscel spiraalsgewijs is opgesteld.

10. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij de 10 verschuivingseenheid eerste en tweede spiraalvormige lensschijven omvat, die apart van elkaar zijn geïnstalleerd en waarbij elk ten minste een eerste cilindrische lenscel omvat die spiraalsgewijs is opgesteld, en een glazen staaf die is geïnstalleerd tussen eerste en tweede spiraallensschijven. 15

11. Projectiesysteem volgens conclusie 1, verder omvattende een spatieel filter, dat is geïnstalleerd tussen de lichtbron en de verschuivingseenheid met een sleuf voor het controleren van de divergentiehoek van een bundel die wordt uitgezonden door een lichtbron. 20

12. Projectiesysteem volgens conclusie 1, verder omvattende eerste en tweede cilindrische lenzen die respectievelijk zijn geïnstalleerd voor en na de verschuivingseenheid.

13. Projectiesysteem volgens conclusie 1, verder omvattende een polarisatiebundelsplitser, die is geïnstalleerd op een lichtpad tussen het polarisatieconversiesysteem en de lichtafsluiter, die een bundel met een enkele polarisatie doorlaat en bundels met andere polarisaties reflecteert. 1 02573 1 -___________

14. Projectiesysteem volgens conclusie 13, waarbij de polarisatiebundelsplitser een draadroosterpolarisatiebundelsplitser omvat.

15. Projectiesysteem omvattende: 5 een lichtbron; een kleurenscheider die invallend licht scheidt op volgorde van kleur; een verschuivingseenheid omvattende ten minste één lenscel die de rotatie van de lenscel converteert in een rechtlijnige beweging van een 10 gebied van de lenscel waardoor het licht passeert, zodat een invallende bundel wordt verschoven; een lichtafsluiter die een bundel licht die wordt doorgelaten door de kleurenscheider en de verschuifeenheid volgens een beeldsignaal en die een kleurenbeeld vormt; 15 een projectielenseenheid die het kleurenbeeld vergroot dat wordt gevormd door de lichtafsluiter en die het vergrote kleurenbeeld op een scherm projecteert; en een polarisatieconversiesysteem dat wordt geïnstalleerd tussen de lichtbron en de kleurenscheider die de invallende bundel converteert in een 20 bundel met een enkele polarisatie.

16. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij het polarisatieconversiesysteem omvat: een polarisatiescheider die een eerste bundel reflecteert met een 25 eerste lineaire polarisatie van een bundel die wordt uitgezonden door een lichtbron en die een tweede bundel doorlaat met een tweede lineaire polarisatie; een reflector die apart wordt geïnstalleerd van de polarisatiescheider, die tweede bundel terugreflecteert op de 30 polarisatiescheider; en I025731 -__________ _ een ½ golflengteplaat, die is geïnstalleerd op een pad van een van de eerste bundels die wordt gereflecteerd door de polarisatiescheider of de tweede bundel die wordt gereflecteerd de reflector en vervolgens door de polarisatiescheider passeert, die de polarisatie van eerste of tweede bundel 5 wijzigt.

17. Projectiesysteem volgens conclusie 16, waarbij de ½ golflengteplaat wordt geïnstalleerd op een focuspunt van eerste en tweede bundel.

18. Projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij een aantal kleurenbundels wordt geprojecteerd op een lichtafsluiter voor het vormen van kleurenbalken, en waarbij de invallende bundel wordt gescheiden in eerste en tweede bundels in een richting loodrecht op de richting waarin de kleurenbalken zijn 15 opgesteld.

19. Projectiesysteem volgens conclusie 16, waarbij het polarisatieconversiesysteem een prisma omvat, waarbij aan weerszijde een polarisatiescheider is geïnstalleerd en de reflector die een invalsoppervlak 20 omvat waardoor de bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron passeert.

20. Projectiesysteem volgens conclusie 19, waarbij de Yz golflengteplaat wordt bevestigd op een emissieoppervlak van het prisma.

21. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche filters omvat die schuin ten opzichte van elkaar worden geïnstalleerd op verschillende hoeken bij de optische bron en de verschuivingseenheid, die elk een bundel doorlaten van één kleur van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren. 30 1025731'

22. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij: de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's omvat die op volgorde met elkaar zijn verbonden tussen de optische bron en de verschuivingseenheid; en 5 waarbij elk van eerste, tweede en derde dichroïsche prisma's respectievelijk een eerste, tweede en derde dichroïsche filter omvatten die een bundel van één kleur doorlaten van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren.

23. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij de kleurenscheider eerste, tweede en derde dichroïsche filters omvat die parallel zijn geïnstalleerd tussen de verschuivingseenheid en de lichtafsluiter en die een bundel van een enkele kleur doorlaten van een invallende bundel en bundels van andere kleuren reflecteren. 15

24. Projectiesysteem volgens conclusie 23, verdere omvattende een prisma dat is geïnstalleerd vóór de eerste, tweede en derde dichroïsche filters.

25. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij de verschuivingseenheid een spiraalvormige lensschijf omvat waarop ten minste één cilindrische lenscel spiraalsgewijs is georganiseerd.

26. Projectiesysteem volgens conclusie 15, waarbij de 25 verschuivingseenheid eerste en tweede spiraalvormige lensschijven omvat die apart van elkaar zijn geïnstalleerd en die elk ten minste één cilindrische lenscel omvatten die spiraalsgewijs is opgesteld, en een glasstaaf die is geïnstalleerd tussen eerste en tweede spiraallensschijven. 30 1 02 5 731 —

27. Projectiesysteem volgens conclusie 15, verder omvattende een spatieel filter dat is geïnstalleerd tussen de lichtbron en de verschuivingseenheid, omvattende een sleuf voor het regelen van de divergentiehoek van een bundel die wordt uitgezonden van de lichtbron. 5

28. Projectiesysteem volgens conclusie 15, verder omvattende eerste en tweede cilindrische lensen die respectievelijk voor en na de verschuivingseenheid zijn geïnstalleerd.

29. Projectiesysteem volgens conclusie 15, verder omvattende eerste en tweede fly-eye lensreeksen die zijn opgesteld op een lichtpad tussen de verschuivingseenheid en de lichtbron. 1025731-