DE112005003050T5 - Versatzprojektionssystem - Google Patents

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Scott A. Corvallis Lerner
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Abstract

Ein Projektionssystem (10/10A/10B), das folgende Merkmale aufweist:
ein Beleuchtungsrelais (106/106A);
eine Kopplungslinse (110/110A/110B);
eine Modulationsvorrichtung (114); und
eine Projektionslinse (120/120A);
wobei das Beleuchtungsrelais konfiguriert ist, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg mit einer ersten optischen Achse zu der Kopplungslinse zu liefern, wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten, wobei die Modulationsvorrichtung konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, und um den Bilderzeugungsstrahl in die Kopplungslinse zu reflektieren, wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Bilderzeugungsstrahl entlang einem Projektionsweg mit einer zweiten optischen Achse in die Projektionslinse zu richten, derart, dass die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel und versetzt zu der ersten optischen Achse ist.

Description

  • Hintergrund
  • Optische Architekturen digitaler Projektoren umfassen typischerweise ein Beleuchtungssystem, ein Projektionssystem, einen optischen Modulator und eine oder mehrere Vorrichtungen, die das Beleuchtungssystem, das Projektionssystem und den optischen Modulator koppeln. Das Beleuchtungssystem beleuchtet den optischen Modulator. Der optische Modulator erzeugt Bilder durch ein Modulieren des Lichts, das über denselben fällt, durch entweder ein Reflektieren oder Durchlassen des Lichts. Das Projektionssystem bildet den optischen Modulator durch ein Aufnehmen (Erfassen) der modulierten Beleuchtung des optischen Modulators an dem Schirm ab.
  • Im Allgemeinen sind bei optischen Architekturen die optischen Achsen des Projektions- und des Beleuchtungswegs mit Bezug aufeinander entweder (über einen Abschnitt des Systems hinweg) überlappend oder wesentlich geneigt. Für diese Systeme, die eine Beleuchtung relativ auf einer Achse oder mit einem kleinen Einfallswinkel und Projektionswege an der Ebene des optischen Modulators erfordern oder von denselben profitieren könnten, sind derartige Architekturen eventuell ineffizient, verrauscht, sperrig oder aufwendig. Es wäre erwünscht, in der Lage zu sein, eine hohe Effizienz und ein geringes Streulicht in einem kompakten Gehäuse zu niedrigen Kosten bei einer optischen Architektur zu erhalten.
  • Zusammenfassung
  • Eine Form der vorliegenden Erfindung sieht ein Projektionssystem vor, das ein Beleuchtungsrelais, eine Kopplungslinse, eine Modulationsvorrichtung und eine Projektionslinse aufweist. Das Beleuchtungsrelais ist konfiguriert, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg zu der Kopplungslinse zu liefern. Die Kopplungslinse ist konfiguriert, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten. Die Modulationsvorrichtung ist konfiguriert, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, und um den Bilderzeugungsstrahl in die Kopplungslinse zu reflektieren. Die Kopplungslinse ist konfiguriert, um den Beleuchtungsstrahl entlang einem Projektionsweg, der im Wesentlichen parallel zu dem Beleuchtungsweg ist, in die Projektionslinse zu richten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein digitales Versatzprojektionssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein digitales Versatzprojektionssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein digitales Versatzprojektionssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Projizieren eines Bilds unter Verwendung eines digitalen Versatzprojektionssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wird Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen durch eine Darstellung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Es ist klar, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinn aufzufassen.
  • Wie es hierin beschrieben ist, ist eine optische Architektur für einen digitalen Projektor vorgesehen, die die optischen Achsen eines Beleuchtungssystems und eines Projektionssystems unter Verwendung einer Kopplungslinse einstellt, um mit Bezug aufeinander parallel und versetzt zu sein. Die Kopplungslinse ermöglicht die gemeinschaftliche Verwendung von Projektions- und Beleuchtungswegräumen, während die Trennung der tatsächlichen Projektions- und Beleuchtungsstrahlen beibehalten wird. Dadurch trennt die Architektur wirksam die Beleuchtungs- und Projektionsstrahlwege überall in dem System.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines digitalen Versatzprojektionssystems 10 darstellt. Bei dem Projektionssystem 10 erzeugt und emittiert eine Beleuchtungsquelle 102 einen Beleuchtungsstrahl entlang einem optischen Weg 104 zu einem Beleuchtungsrelais 106. Das Beleuchtungsrelais 106 integriert und kollimiert den Beleuchtungsstrahl und liefert den Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg 108 zu einer Kopplungslinse 110, derart, dass eine optische Achse des Beleuchtungswegs 108 parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Normalen 100 zu einer Ebene 101 einer Modulationsvorrichtung 114 ist. Die Normale 100 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene 101 und die Ebene 101 richtet sich mit den Modulationselementen (nicht gezeigt) der Modulationsvorrichtung 114 aus. Die Kopplungslinse 110 richtet und fokussiert den Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg 112 auf die Modulationsvorrichtung 114. Das Beleuchtungsrelais 106 bildet die Beleuchtungsquelle 102 über die Kopplungslinse 110 auf die Modulationsvorrichtung 114 ab, derart, dass die Modulationsvorrichtung 114 bei minimaler Überfüllung einheitlich beleuchtet ist. Die Kopplungslinse 110 richtet den Beleuchtungsstrahl in einem Einfallswinkel ungleich Null auf die Modulationsvorrichtung 114. Die Kopplungslinse 110 ist mit Bezug auf die Modulationsvorrichtung 114 im Wesentlichen zentriert.
  • Die Modulationsvorrichtung 114 moduliert den Beleuchtungsstrahl von der Kopplungslinse 110 gemäß einem Eingangssignal, z. B. einem Computer- oder Videoeingangssignal (nicht gezeigt), um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen. Der Bilderzeugungsstrahl wird durch die Kopplungslinse 110 hindurch entlang einem optischen Weg 116 von der Modulationsvorrichtung 114 aus reflektiert. Die Kopplungslinse 110 richtet den Bilderzeugungsstrahl von der Modulationsvorrichtung 114 durch eine Projektionslinse 120 hindurch entlang einem Projektionsweg 118, damit eine optische Achse des Projektionswegs 118 parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Normalen 100 und der optischen Achse des Beleuchtungswegs 108 ist. Die Projektionslinse 120 fokussiert den Bilderzeugungsstrahl entlang einem optischen Weg 122 und kann denselben zoomen, um zu bewirken, dass Stand- oder Videobilder an einem Schirm oder einer anderen Anzeigeoberfläche erzeugt werden. Die Projektionslinse 120 bildet die Modulationsvorrichtung 114 durch die Kopplungslinse 110 auf den Schirm oder eine andere Anzeigeoberfläche ab, die für eine endgültige Anzeige verwendet wird.
  • Bei dem Projektionssystem 10 sind das Beleuchtungsrelais 106, die Kopplungslinse 110 und die Projektionslinse 120 so gelegen, um die Überlappung des Beleuchtungs- und des Bilderzeugungsstrahls entlang dem Beleuchtungsweg 108 und dem Projektionsweg 118 zu minimieren. Insbesondere schneiden der Beleuchtungsstrahl und der Bilderzeugungsstrahl jeweils unterschiedliche Bereiche einer optischen Pupillenebene 124 des Systems, derart, dass der Bilderzeugungsstrahl räumlich von dem Beleuchtungsstrahl an der Pupillenebene 124 getrennt ist. Folglich ist der Beleuchtungsweg 108 wirksam von dem Projektionsweg 118 getrennt. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Kopplungslinse 110 alle optischen Elemente zwischen der Pupillenebene 124 und der Modulationsvorrichtung 114.
  • Die Beleuchtungsquelle 102 kann eine Quecksilberultrahochdruck-, Xenon-, Metallhalogen- oder andere geeignete Projektorlampe sein, die einen einfarbigen oder mehrfarbigen Beleuchtungsstrahl liefert. Die Modulationsvorrichtung 114 lässt ausgewählte Abschnitte des Beleuchtungsstrahls durch die Kopplungslinse 114 und die Projektionslinse 120 ansprechend auf ein Bildeingangssignal (nicht gezeigt) durch oder reflektiert dieselben, um zu bewirken, dass Bilder auf einen Schirm oder eine andere Oberfläche projiziert werden. Die Modulationsvorrichtung 114 weist zumindest einen digitalen Modulator auf, beispielsweise einen räumlichen Lichtmodulator, wie beispielsweise LCos, eine Flüssigkristallanzeige (LCD = Liquid Crystal Display), eine digitale Mikrospiegelanzeige (DMD = Digital Micromirror Display) oder eine andere Art. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst die Modulationsvorrichtung 114 einen getrennten digitalen Modulator für jede Farbe, z. B. Rot, Blau und Grün.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, dass ein Ausführungsbeispiel eines digitalen Versatzprojektionssystems 10A darstellt. Bei dem Projektionssystem 10A erzeugt und emittiert die Beleuchtungsquelle 102 einen Beleuchtungsstrahl 202 entlang einem optischen Weg 104 zu einem Beleuchtungsrelais 106A. Das Beleuchtungsrelais 106A umfasst einen integrierenden Stab 200, der den Beleuchtungsstrahl 202 integriert, und eine Beleuchtungslinse 204, die den Be leuchtungsstrahl 202 kollimiert und den Beleuchtungsstrahl 202 zu einem Faltspiegel 206 liefert. Die Beleuchtungslinse 204 umfasst Linsen 204A, 204B und 204C.
  • Der Faltspiegel 206 reflektiert den Beleuchtungsstrahl 202 von der Beleuchtungslinse 204 durch eine Kopplungslinse 110A hindurch entlang einem Beleuchtungsweg, derart, dass eine optische Achse des Beleuchtungswegs des Beleuchtungsstrahls 202 parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer optischen Achse der Modulationsvorrichtung 114 zwischen dem Faltspiegel 206 und der Kopplungslinse 110A ist. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel reflektiert der Faltspiegel 206 den Beleuchtungsstrahl 202 in einem Winkel von näherungsweise neunzig Grad zwischen der optischen Achse der Beleuchtungslinse 204 und der optischen Achse der Kopplungslinse 110A. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Faltspiegel 206 unterschiedlich positioniert sein, um den Beleuchtungsstrahl 202 in irgendeinem Winkel ungleich Null zwischen der optischen Achse der Beleuchtungslinse 204 und der optischen Achse der Kopplungslinse 110A zu reflektieren.
  • Die Kopplungslinse 110A bricht und fokussiert den Beleuchtungsstrahl 202 auf die Modulationsvorrichtung 114 durch einen Strahlteiler 210. Der Strahlteiler 210 trennt den Beleuchtungsstrahl 202 in getrennte Komponenten (z. B. rote, blaue und grüne Komponenten), die zu unterschiedlichen Modulatoren 114A, 114B und 114C der Modulationsvorrichtung 114 geliefert werden. Die Modulatoren 114A, 114B und 114C können in irgendeiner geeigneten Anordnung mit Bezug auf den Strahlteiler 304 gesetzt sein. Der Strahlteiler 210 kann ein dichroitisches Prisma, eine dichroitische Platte, ein dichroitischer x-Würfel oder ein anderes Element sein, das konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl 202 in getrennte Komponenten zu trennen. Der Strahlteiler 210 kann bei Ausführungsbeispielen weggelassen sein, bei denen die Modulationsvorrichtung 114 einen einzigen Modulator umfasst. Die Kopplungslinse 110A bricht den Beleuch tungsstrahl 202 in einem Einfallswinkel ungleich Null auf die Modulationsvorrichtung 114. Die Kopplungslinse 110A umfasst wie gezeigt drei Linsen: 208A, 208B und 208C, um den Beleuchtungsstrahl 202 zu brechen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Kopplungslinse 110A eine Kombination von einer oder mehreren sphärischen oder asphärischen Linsen sein.
  • Die Modulationsvorrichtung 114 moduliert den Beleuchtungsstrahl von der Kopplungslinse 110A gemäß einem Eingangssignal, z. B. einem Computer- oder Videoeingangssignal (nicht gezeigt), um einen Bilderzeugungsstrahl 212 zu erzeugen. Der Bilderzeugungsstrahl 212 wird von der Modulationsvorrichtung 114 durch den Strahlteiler 210 hindurch und in die Kopplungslinse 110A reflektiert. Die Kopplungslinse 110A bricht den Bilderzeugungsstrahl 212 von der Modulationsvorrichtung 114 durch eine Projektionslinse 120A hindurch unter Verwendung der Linsen 208A, 208B und 208C, derart, dass der Bilderzeugungsstrahl 212 sich entlang einer optischen Achse eines Projektionswegs, der parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Normalen 100 der Ebene 101 der Modulationsvorrichtung 114 ist, und einer optischen Achse des Beleuchtungswegs des Beleuchtungsstrahls 202 zwischen der Kopplungslinse 110A und einer optischen Pupillenebene 214 bewegt.
  • Die Projektionslinse 120A fokussiert den Bilderzeugungsstrahl 212 entlang einem optischen Weg und kann denselben zoomen, um zu bewirken, dass Stand- oder Videobilder an einem Schirm oder einer anderen Anzeigeoberfläche erzeugt werden. Die Projektionslinse 120A umfasst wie gezeigt vier Linsen: 216A, 216B, 216c und 216D. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Projektionslinse 120A eine Kombination von einer oder mehreren sphärischen oder asphärischen Linsen oder Spiegeln sein.
  • Bei dem Projektionssystem 10A sind das Beleuchtungsrelais 106A, die Kopplungslinse 110A und die Projektionslinse 120A so gelegen, um die Überlappung des Beleuchtungsstrahls 202 und des Bilderzeugungsstrahls 212 entlang den jeweiligen Beleuchtungs- und Projektionswegen zu minimieren. Insbesondere schneiden der Beleuchtungsstrahl und der Bilderzeugungsstrahl jeweils unterschiedliche Bereiche der Pupillenebene 214 des Systems, derart, dass der Bilderzeugungsstrahl 212 an der Pupillenebene 214 räumlich von dem Beleuchtungsstrahl 202 getrennt ist. Folglich ist der Beleuchtungsweg wirksam von dem Projektionsweg getrennt. Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Kopplungslinse 110A alle optischen Elemente zwischen der Pupillenebene 214 und der Modulationsvorrichtung 114 auf.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines digitalen Versatzprojektionssystems 10B darstellt. Bei dem Projektionssystem 10B erzeugt und emittiert die Beleuchtungsquelle 102 einen Beleuchtungsstrahl entlang einem optischen Weg 104 zu dem Beleuchtungsrelais 106. Das Beleuchtungsrelais 106 integriert und kollimiert den Beleuchtungsstrahl und liefert den Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg 108 zu einer Kopplungslinse 110B, derart, dass eine optische Achse des Beleuchtungswegs 108 parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Normalen 100 zu der Ebene 101 der Modulationsvorrichtung 114 zwischen dem Beleuchtungsrelais 106 und der Kopplungslinse 110B ist.
  • Die Kopplungslinse 110B bricht und fokussiert den Beleuchtungsstrahl durch einen Strahlteiler 304 202 auf die Modulationsvorrichtung 114. Der Strahlteiler 304 trennt den Beleuchtungsstrahl in getrennte Komponenten (z. B. rote, blaue und grüne Komponenten), die zu unterschiedlichen Modulatoren 114A, 114B und 114C der Modulationsvorrichtung 114 geliefert werden. Die Modulatoren 114A, 114B und 114C können in irgendeiner geeigneten Anordnung mit Bezug zu dem Strahlteiler 304 gesetzt sein. Der Strahlteiler 304 kann ein dichroitisches Prisma, eine dichroitische Platte, ein dichroitischer x-Würfel oder ein anderes Element sein, das konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl in getrennte Komponenten zu trennen. Der Strahlteiler 304 kann bei Ausführungsbeispielen weggelassen sein, bei denen die Modulationsvorrichtung 114 einen einzigen Modulator umfasst. Die Kopplungslinse 110B bricht den Beleuchtungsstrahl in einem Einfallswinkel ungleich Null auf die Modulationsvorrichtung 114, wie es durch einen optischen Weg 112 angegeben ist. Die Kopplungslinse 110B umfasst wie gezeigt drei Linsen: 302A, 302B und 302C, um den Beleuchtungsstrahl zu brechen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Kopplungslinse eine Kombination von einer oder mehreren sphärischen oder asphärischen Linsen sein.
  • Die Modulationsvorrichtung 114 moduliert den Beleuchtungsstrahl von der Kopplungslinse 110A gemäß einem Eingangssignal, z. B. einem Computer- oder Videoeingangssignal (nicht gezeigt), um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen. Der Bilderzeugungsstrahl wird von der Modulationsvorrichtung 114 entlang einem optischen Weg 116 durch den Strahlteiler 304 hindurch und in die Kopplungslinse 110B reflektiert. Die Kopplungslinse 110B bricht den Bilderzeugungsstrahl von der Modulationsvorrichtung 114 zu einem Faltspiegel 306 unter Verwendung der Linsen 302A, 3028 und 302C, derart, dass sich der Bilderzeugungsstrahl entlang einer optischen Achse eines Projektionswegs 118, der parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Normalen 100 zu der Ebene 101 der Modulationsvorrichtung 114 ist, und einer optischen Achse des Beleuchtungswegs 108 des Beleuchtungsstrahls bewegt.
  • Der Faltspiegel 306 reflektiert den Bilderzeugungsstrahl von der Kopplungslinse 110B entlang einem optischen Weg 308 in die Projektionslinse 120. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel reflektiert der Faltspiegel 306 den Bilderzeugungsstrahl in einem Winkel von näherungsweise 90 Grad zwischen der Normalen 100 und der optischen Achse 308 der Projektionslinse 120. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Faltspiegel 306 unterschiedlich positioniert sein, um den Bilderzeugungsstrahl in einem Winkel ungleich Null zwischen der Normalen 100 und der optischen Achse 308 der Projektionslinse 120 zu reflektieren. Die Projektionslinse 120 fokussiert den Bilderzeugungsstrahl von dem Faltspiegel 306 entlang dem optischen Weg 122 und kann denselben zoomen, um zu bewirken, dass Stand- oder Videobilder an einem Schirm oder einer anderen Anzeigeoberfläche erzeugt werden.
  • Bei dem Projektionssystem 10B sind das Beleuchtungsrelais 106, die Kopplungslinse 110B und die Projektionslinse 120 so gelegen, um die Überlappung des Beleuchtungs- und des Bilderzeugungsstrahls entlang dem Beleuchtungsweg 108 und dem Projektionsweg 118 zu minimieren. Insbesondere schneiden der Beleuchtungsstrahl und der Bilderzeugungsstrahl jeweils unterschiedliche Bereiche der Pupillenebene 114 des Systems, derart, dass der Bilderzeugungsstrahl an der Pupillenebene 114 räumlich von dem Beleuchtungsstrahl getrennt ist. Folglich ist der Beleuchtungsweg 108 wirksam von dem Projektionsweg 118 getrennt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Projizieren eines Bilds unter Verwendung eines Versatzprojektionssystems darstellt. In 4 wird ein Beleuchtungsstrahl von einem Beleuchtungsrelais zu einer Kopplungslinse geliefert, wie es bei einem Block 402 angegeben ist. Der Beleuchtungsstrahl wird unter Verwendung der Kopplungslinse auf eine Modulationsvorrichtung gerichtet, wie es bei einem Block 404 angegeben ist. Der Beleuchtungsstrahl wird unter Verwendung der Modulationsvorrichtung moduliert, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, wie es bei einem Block 406 angegeben ist. Der Bilderzeugungsstrahl wird unter Verwendung der Kopplungslinse parallel oder im Wesentlichen parallel zu dem Beleuchtungsstrahl und einer Normalen zu der Ebene der Modulationsvorrichtung zu einer Projektionslinse gerichtet, wie es bei einem Block 408 angegeben ist. Der Bilderzeugungsstrahl wird unter Verwendung der Projektionslinse fokussiert und kann ein- oder ausgezoomt werden, wie es bei einem Block 410 angegeben ist.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen kann einer oder können beide der Faltspiegel 206 und 306 mit anderen reflektierenden Oberflächen ersetzt sein. Zusätzlich kann bei anderen Ausführungsbeispielen ein System in sowohl dem Beleuchtungs- als auch dem Projektionsweg Faltspiegel umfassen.
  • Eine versetzte optische Architektur, wie dieselbe hierin beschrieben ist, kann den Beleuchtungs- und den Projektionsweg wirksam trennen, während die optische Leistungsfähigkeit und höchstmögliche Effizienz beibehalten werden und Streulicht minimiert wird. Diese Architektur kann ferner komplexe und aufwändige optische Komponenten vermeiden und kann ein kompaktes Gehäuse ermöglichen, das eine maximale Anzahl von klein proportionierten Linsen aufweist, um ein kostengünstiges, kompaktes System zu erreichen.
  • Obwohl hierin zu Zwecken der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels spezifische Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurden, ist Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, dass eine breite Vielfalt anderer und/oder äquivalenter Implementierungen die spezifischen Ausführungsbeispiele, die gezeigt und beschrieben sind, ersetzen kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute auf den Gebieten Optik, Mechanik, Elektromechanik, Elektrik und Computer erkennen ohne weiteres, dass die vorliegende Erfindung in einer sehr breiten Vielfalt von Ausführungsbeispielen implementiert werden kann. Diese Anmeldung soll jegliche Adaptionen oder Variationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele abdecken, die hierin erörtert sind. Deshalb ist ausdrücklich beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Ansprüche und die Äquivalente derselben begrenzt sein soll.
  • Zusammenfassung
  • Es ist ein Projektionssystem (10/10A/10B) vorgesehen, das ein Beleuchtungsrelais (106/106A), eine Kopplungslinse (110/110A/110B), eine Modulationsvorrichtung (114) und eine Projektionslinse (120/120A) aufweist. Das Beleuchtungsrelais ist konfiguriert, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg mit einer ersten optischen Achse zu der Kopplungslinse zu liefern. Die Kopplungslinse ist konfiguriert, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten. Die Modulationsvorrichtung ist konfiguriert, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, und um den Bilderzeugungsstrahl in die Kopplungslinse zu reflektieren. Die Kopplungslinse ist konfiguriert, um den Bilderzeugungsstrahl entlang einem Projektionsweg mit einer ersten optischen Achse in die Projektionslinse zu richten, derart, dass die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel zu der ersten optischen Achse ist.

Claims (17)

  1. Ein Projektionssystem (10/10A/10B), das folgende Merkmale aufweist: ein Beleuchtungsrelais (106/106A); eine Kopplungslinse (110/110A/110B); eine Modulationsvorrichtung (114); und eine Projektionslinse (120/120A); wobei das Beleuchtungsrelais konfiguriert ist, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg mit einer ersten optischen Achse zu der Kopplungslinse zu liefern, wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten, wobei die Modulationsvorrichtung konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, und um den Bilderzeugungsstrahl in die Kopplungslinse zu reflektieren, wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Bilderzeugungsstrahl entlang einem Projektionsweg mit einer zweiten optischen Achse in die Projektionslinse zu richten, derart, dass die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel und versetzt zu der ersten optischen Achse ist.
  2. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die erste optische Achse und die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel zu einer Normalen zu einer Ebene der Modulationsvorrichtung sind.
  3. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 1, bei dem der Beleuchtungsstrahl einen ersten Bereich einer Pupillenebene schneidet und bei dem der Bilderzeugungsstrahl einen zweiten Bereich der Pupillenebene schneidet, der im Wesentlichen getrennt von dem ersten Bereich ist.
  4. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes Merkmal aufweist: einen Faltspiegel (206), der konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl von dem Beleuchtungsrelais zu der Kopplungslinse zu reflektieren.
  5. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 4, bei dem der Faltspiegel konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl von dem Beleuchtungsrelais zu der Kopplungslinse in einem Winkel von näherungsweise neunzig Grad zwischen einer optischen Achse des Beleuchtungsrelais und dem Beleuchtungsweg zu reflektieren.
  6. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 1, das ferner folgendes Merkmal aufweist: einen Faltspiegel (306), der konfiguriert ist, um den Projektionsstrahl von der Kopplungslinse zu der Projektionslinse zu reflektieren.
  7. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 6, bei dem der Faltspiegel konfiguriert ist, um den Projektionsstrahl von der Kopplungslinse zu der Projektionslinse in einem Winkel von näherungsweise 90 Grad zwischen einer optischen Achse der Projektionslinse und dem Projektionsweg zu reflektieren.
  8. Das Projektionssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Kopplungslinse zumindest ein Brechungselement umfasst, das konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu brechen und den Bilderzeugungsstrahl in die Projektionslinse zu brechen.
  9. Ein Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Beleuchtungsrelais (106/106A), das konfiguriert ist, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem Beleuchtungsweg mit einer ersten optischen Achse zu liefern; und Bereitstellen einer Modulationsvorrichtung (114), die konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen; und Bereitstellen einer Kopplungslinse (110/110A/110B), die konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten und den Bilderzeugungsstrahl entlang einem Projektionsweg mit einer zweiten optischen Achse in eine Projektionslinse zu richten, derart, dass die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel zu der ersten optischen Achse ist.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem die erste optische Achse und die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel zu einer Normalen zu einer Ebene der Modulationsvorrichtung sind.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Beleuchtungsstrahl einen ersten Bereich einer Pupillenebene schneidet und bei dem der Bilderzeugungsstrahl einen zweiten Bereich der Pupillenebene schneidet, der im Wesentlichen getrennt von dem ersten Bereich ist.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen eines Faltspiegels (206), der konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl von dem Beleuchtungsrelais zu der Kopplungslinse zu reflektieren.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen eines Faltspiegels (306), der konfiguriert ist, um den Projektionsstrahl von der Kopplungslinse zu der Projektionslinse zu reflektieren.
  14. Ein System, das folgende Merkmale aufweist: eine Kopplungslinse (110/110A/110B); und eine Modulationsvorrichtung (114); wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um einen Beleuchtungsstrahl entlang einem ersten Weg mit einer ersten optischen Achse zu empfangen, wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu richten, wobei die Modulationsvorrichtung konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl zu modulieren, um einen Bilderzeugungsstrahl zu erzeugen, und um den Bilderzeugungsstrahl in die Kopplungslinse zu reflektieren, und wobei die Kopplungslinse konfiguriert ist, um den Bilderzeugungsstrahl entlang einem zweiten Weg mit einer zweiten optischen Achse zu richten, derart, dass die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel und versetzt zu der ersten optischen Achse ist.
  15. Das System gemäß Anspruch 14, bei dem die erste optische Achse und die zweite optische Achse im Wesentlichen parallel zu einer Normalen zu einer Ebene der Modulationsvorrichtung sind.
  16. Das System gemäß Anspruch 14, bei dem der Beleuchtungsstrahl einen ersten Bereich einer Pupillenebene schneidet und bei dem der Bilderzeugungsstrahl einen zweiten Bereich der Pupillenebene schneidet, der im Wesentlichen getrennt von dem ersten Bereich ist.
  17. Das System gemäß Anspruch 14, bei dem die Kopplungslinse zumindest ein Brechungselement umfasst, das konfiguriert ist, um den Beleuchtungsstrahl auf die Modulationsvorrichtung zu brechen und den Bilderzeugungsstrahl entlang dem zweiten Weg zu brechen.
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