DE3874403T2

DE3874403T2 - Lichtventil-projektor mit erhoehter lichtausbeute.

Info

Publication number: DE3874403T2
Application number: DE8888304154T
Authority: DE
Inventors: Thomas Threlkeld True
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2008-05-07
Also published as: EP0290290A1; DE3874403D1; JPH0412078B2; US4789221A; EP0290290B1; JPS642489A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Lichtventil- Projektor des Schlieren-Dunkelfeldtyps und insbesondere auf eine Einrichtung, die zwei Lichtventile verwendet, von denen eines eine optische Pupille hat, die eine Eingangsmaske mit einer verbesserten lichtdurchlässigen Schlitzkonfiguration aufweist, die, in Verbindung mit der entsprechenden Ausgangsmaske, die Schlitze voll ausnutzt, die in den Eingangs- und Ausgangsmasken zur Verfügung stehen.
Die allgemeinen Prinzipien und Mechanismen von einem Lichtventil-Projektor, der Schlieren-Projektionslinsen verwendet, sind beispielsweise in der US-A-3,437,746 beschrieben, das am 8. April 1966 für Good et al erteilt wurde und das durch diese Bezugnahme zu Offenbarungszwecken in das vorliegende Patent inkorporiert wird. Ein derartiges System verwendet ein einzelnes Lichtventil, um Farbbilder zu projizieren, wobei ein üblicher Bereich von einem viskosen lichtmodulierenden Medium oder einer Steuerschicht und ein üblicher Elektronenstrahl verwendet wird zur Erzeugung von Deformationen in der Steuerschicht zum gleichzeitigen Steuern der Durchlässigkeit, Punkt für Punkt, der primären Farbkomponenten in einem Lichtbündel bei mehreren gleichzeitig auftretenden elektrischen Signalen.
In einem Lichtventil-Projektorsystem läßt die Eingangsbalkenplatte oder -maske gefiltertes Licht durch, das auf die Schlitze der Eingangsmaske durch ein lentikulares bzw. doppelt-konvexes Linsensystem fokussiert wird, das aus Anordnungen (Arrays) von Linsen aufgebaut ist. Die Ausgangsbalkenplatte oder -maske sperrt oder läßt Lichtstrahlen durch in Abhängigkeit davon, ob sie durch Beugungsgitter gebeugt worden sind, die durch den Elektronenstrahl auf die Steuerschicht geschrieben sind. Die Konfiguration der Eingangs- und Ausgangsmasken ist komplementär: d.h. undurchlässige (opake) Flächen der Ausgangsmaske sind mit Schlitzen (d.h. durchlässigen Flächen) der Eingangsmaske ausgerichtet, während Schlitze der Ausgangsmaske mit undurchlässigen Flächen der Eingangsmaske ausgerichtet sind. Die Konfiguration der Eingangsmaske bestimmt die Konfiguration der Farbfilterplatte und des lentikularen bzw. doppelt-konvexen Linsensystems.
Ein ein einzelnes Lichtventil aufweisender Vollfarbenprojektor hat eine typische modulierte Lichtabgabe von etwa 1200 Lumen und ist für viele Anwendungsfälle akzeptabel. Es gibt jedoch einige Anwendungsfälle, wie beispielsweise Simulator-Displays, Arena-Displays und für Bildschirme, die für eine große Zuhörerschaft vorgesehen sind, von über 6 Meter (20 Fuß) Breite, wo eine höhere Lichtabgabe und Auflösung erforderlich sind. Für derartige Anwendungsfälle werden Vielfachlichtventil-Projektoren verwendet, die zwei Lichtventile benutzen, eines zum Erzeugen von grünem Licht und ein zweites zum Erzeugen von rotem und blauem Licht (Magenta). Derartige VielfachLichtventil-Projektoren sind in der Lage, eine Lichtabgabe von 2000 Lumen zu erzielen, aber nicht mit einem damit im Einklang stehenden, komfortablen Spielraum. Änderungen in der Lichtquelle, die chroitische Farbe und Wirkungsgrad, Lichtventilwirkungsgrad und die Abtastrate bestimmen, ob eine Abgabe von 2000 Lumen erzielt wird oder nicht. Ein Vielfachlichtventil-Projektor ist in der US-A-3,265,811 beschrieben, das für Ellis am 9. August 1966 erteilt wurde und das durch diese Bezugnahme für Offenbarungszwecke hier inkorporiert wird.
Ein Lichtventil für zwei Farben, blau und rot, ist in Figur 2 gezeigt. Kurz gesagt, sind gemäß Figur 2 die Schlitze der Eingangsmaske so angeordnet, daß die horizontal orientierten Schlitze, die als "Rot-Schlitze" bezeichnet werden, in der Mitte der Platte sind, und die vertikal orientierten Schlitze, die als "Blau-Schlitze" bezeichnet werden, sind oberhalb und unterhalb der Rot-Schlitze angeordnet. Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Ausgangsmaske 48 komplementär zu der Eingangsmaske; d.h. die undurchlässigen Balken in der Ausgangsmaske sind mit den Schlitzen in der Eingangsmaske 20 fluchtend ausgerichtet. Eine vergrößerte Ansicht der bekannten Eingangsmaske 20 ist in Figur 3 gezeigt, wo zu Darstellungszwecken ein Teil der Eingangsmaske 20 weggeschnitten ist, um Anordnungen von kleinen Linsen 19 des Linsensystems 16, 18 zu zeigen. Bei diesem Typ der Eingangsmaske ist ein horizontaler Schlitz 22 mit jeder Reihe der kleinen Linse ausgerichtet, und die benachbarten Schlitze 22 sind durch einen undurchlässigen bzw. opaken horizontalen Balken 24 getrennt.
Die in Figur 3 gezeigte Konfiguration mit fünf horizontalen Schlitzen 22, die einen ersten Bereich oder mittleren Abschnitt der Eingangsmaske 20 einnehmen, und mit 7 vertikalen Schlitzen 30, die durch undurchlässige bzw. opake Balken 32 getrennt sind, die in einem zweiten Bereich angeordnet sind, der Abschnitte oberhalb und unterhalb des mittleren Abschnittes bildet, ist ein Kompromiß für höchstmögliche Auflösung, anstatt für höchste Lichtabgabe. Die horizontalen Schlitze 22 und die vertikalen Schlitze 30 sind auf einer Eins-zu-Eins-Basis mit den Schnittpunkten der Linsen 19 angeordnet und haben eine geometrische Durchlässigkeit von 25 %; d.h. die Eingangsschlitze nehmen 25 % des Mitte-zu-Mitte Abstandes der Linsen ein. Es wurde ermittelt, daß für eine 525 Zeilen-Abtastrate der Spitzenwirkungsgrad des in einem Augenblick modulierten Lichtes für die horizontalen Schlitze 22 28,43 % beträgt (einschließlich Bündelausnutzung erster, zweiter und dritter Ordnung), aber für einen 1023 Zeilen-Abtaststandard der Spitzenwirkungsgrad auf 22,86 % abfällt, weil der Beugungswinkel, der der Strahlausnutzung zweiter Ordnung entspricht, auch dem Winkelabstand der Ausgangsstäbe (oder Eingangsschlitze, weil sie eine Eins-zu-Eins-Beziehung haben) entsprechen, was eine vollständige Sperrung der Strahlen zweiter Ordnung zur Folge hat.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Zweifarben- Lichtventil des Schlieren-Dunkelfeldtyps mit einer Eingangsmaske und einer komplementären Ausgangsmaske geschaffen, wobei die optische Pupille für das Zweifarben-Lichtventil enthält:
eine Anordnung (Array) von Linsen (19) mit Reihen von Linsen in ersten Richtung und Spalten von Linsen in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung, wobei die Eingangsmaske (60) mehrere erste Schlitze (62) in einem Bereich, der sich in der ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Schlitze (66) in einem zweiten Bereich und sich in der zweiten Richtung erstreckend aufweist, wobei die Schlitze in jedem der Bereiche wechselseitig durch opake Stäbe (64, 68) getrennt sind, und
Lichtfiltermittel zum Durchlassen einer ersten Farbe durch die ersten Schlitze in dem einen Bereich und einer zweiten Farbe durch die zweiten Schlitze in dem zweiten Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schlitze (62) in dem ersten Bereich der Eingangsmaske asymmetrisch in Bezug auf die Reihen der Linsen angeordnet sind, wodurch die Lichtabgabe der ersten Farbe wesentlich erhöht ist.
Gemäß einem anderen Aspekt wird eine Lichtventil- Projektionseinrichtung geschaffen, wobei ein in Farbe darzustellendes Licht durch die Addition von Licht aus zwei getrennten Lichtventilen des Schlieren-Dunkelfeldtyps gebildet ist, ein erste Lichtventil rotes und blaues Licht erzeugt und ein zweites Lichtventil grünes Licht erzeugt, das erste Lichtventil eine Eingangsmaske und eine komplementäre Ausgangsmaske aufweist, wobei eine optische Pupille für das erste Lichtventil enthält:
eine Anordnung (Array) von Linsen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die Eingangsmaske mehrere erste Schlitze in einem sich horizontal erstreckenden Mittelabschnitt, wobei die ersten Schlitze in der Richtung der Linsenreihen verlaufen, und mehrere zweite Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes aufweist, wobei sich die zweiten Schlitze in der Richtung der Linsenspalten erstrecken, wobei die Schlitze in dem Mittelabschnitt und in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes gegeneinander durch opake Stäbe getrennt sind, und
eine Filtereinrichtung zum Durchlassen von rotem Licht durch die Schlitze in dem Mittelabschnitt und von blauem Licht durch Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in dem Mittelabschnitt asymmetrisch angeordnet sind, in Bezug auf die in Reihen angeordneten Linsen, wobei die ersten Schlitze in dem Mittelabschnitt eine geometrische Breite aufweisen, die größer als diejenige der zweiten Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes ist, wodurch die Abgabe von rotem Licht von dem ersten Lichtventil wesentlich vergrößert ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine vergrößerte Ansicht von einer verbesserten Eingangsmaske, die teilweise geschnitten ist, um die Linsen des Linsensystems zu zeigen.
Figur 2 eine vereinfachte schematische Ansicht von einem typischen bekannten Lichtventilsystem ist, das Eingangs- und Ausgangsmasken aufweist.
Figur 3 eine vergrößerte Ansicht von einer konventionellen Eingangsmaske ist, die teilweise weggeschnitten ist, um die Linsen des Linsensystems zu zeigen.
Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht der Eingangsmaskenkonfiguration gemäß Figur 1 ist.
Ein Vielfachlichtventil-Projektor zum Erzeugen von einem Farbdisplay enthält zwei getrennte Lichtventile des Schlieren-Dunkelfeldtyps. Eines der Lichtventile erzeugt eine erste Primärfarbe, beispielsweise grün, und das andere Lichtventil erzeugt zwei Farben, beispielsweise Rot und Blau. In den Figuren 2 und 3 ist ein typischer Zweifarben- Lichtventil-Projektor gezeigt, der die vorliegende Erfindung enthalten kann. Die Einrichtung enthält, der Reihe nach, eine Lampe 10, die weißes Licht an einen elliptischen Reflektor 12 liefert, eine Farbfilterplatte 14, eine erste lentikulare (doppelt-konvexe) Linsenplatte 16, auf deren von der Lampe entfernten Oberfläche eine Anordnung von ersten kleinen Linsen 17 angeordnet ist, und eine Eingangspupille, die eine zweite lentikulare Linsenplatte 18 aufweist, auf deren der Lampe benachbarten Oberfläche eine Anordnung (Array) von zweiten kleinen Linsen 19 angeordnet und auf deren gegenüberliegenden Oberfläche eine Eingangsmaske angeordnet ist. Die in Figur 3 gezeigte, bekannte Eingangsmaske 20 enthält einen ersten Bereich oder Mittelabschnitt mit mehreren horizontal verlaufenden ersten Schlitzen 22, die durch undurchlässige bzw. opake Stäbe 24 getrennt sind. Eine zentral angeordnete Öffnung 26 ist darin für eine Elektronenkanone 28 vorgesehen, die schematisch durch die gestrichelten Linien gezeigt ist. Ein zweiter Bereich der Eingangsmaske 20 enthält Abschnitte oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes. Mehrere vertikal verlaufende zweite Schlitze 30 sind in dem zweiten Bereich angeordnet und durch undurchlässige bzw. opake Stäbe 32 getrennt. Ein Abschnitt der Eingangsmaske 20 ist aufgeschnitten, um zu zeigen, daß die zweiten Linsen 19 der zweiten lentikularen Linsenplatte 18 in horizontal verlaufenden Reihen und vertikal laufenden Spalten angeordnet sind, um eine Anordnung (Array) von kleinen Linsen zu bilden. Fünf horizontale Schlitze 22 sind in dem Mittelabschnitt ausgebildet und sieben vertikale Schlitze 30 sind in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes der Eingangsmaske 20 ausgebildet. Sowohl die horizontalen Schlitze 22 als auch die vertikalen Schlitze 30 sind auf einer Eins-zu-Eins-Basis mit den Schnittpunkten der zweiten Linsen 19 angeordnet. Die Schlitze 22 und 30 haben eine geometrische Durchlässigkeit oder Breite von 25 % des Mitte-zu-Mitte-Abstandes der zweiten Linsen 19. Da jedoch die zweiten Linsen 19 im wesentlichen rechteckig sind und ein 3-zu-4-Seitenverhältnis haben, sind die horizontalen Schlitze 22 enger zusammen und schmaler als die vertikalen Schlitze 30 durch das Drei-zu-Vier-Verhältnis.
Die zweite lentikulare Linsenplatte 18 bildet einen Teil des Mantels von einem gekapselten Lichtventil 34, das darin die Elektronenkanone 28, die Eingangsmaske 20, Ablenkplatten 36, eine rotierende Scheibe 38 und ein Fluidreservoir 40 aufweist. Eine Steuerölschicht wird auf der rotierenden Scheibe 38 ausgebildet, wenn diese sich durch den Sumpf oder das Reservoir 40 dreht, und es wird Information auf eine Steuerschicht-Rasterebene 42 durch einen Elektronenstrahl (nicht gezeigt) von der Elektronenkanone 28 geschrieben. Eine Schlieren- Projektionslinse 44, die eine Schlieren-Linse 46, die Ausgangs-Farbwählmaske 48 und eine Projektionslinse 50 enthält, ist an dem Ende des Lichtventils 34 gegenüber der Elektronenkanone 28 angebracht. Die Ausgangsmaske 48 ist das Komplement der Eingangsmaske 20. Das heißt, in der Ausgangsmaske 48 sind die horizontalen und vertikalen Schlitze (schematisch gezeigt in Figur 2) mit den horizontalen und vertikalen undurchlässigen bzw. opaken Stäben 24 bzw. 32 der Eingangsmaske 20 ausgerichtet, und die horizontalen und vertikalen Schlitze der Ausgangsmaske die horizontalen und vertikalen Schlitze der Ausgangsmaske 48 sind mit den horizontalen vertikalen Schlitzen 22 bzw. 30 der Eingangsmaske ausgerichtet. Selbstverständlich befindet sich keine Mittelöffnung in der Ausgangsmaske 48. Wenn also die Steuerschicht ungestört ist, d.h. keine Information auf diese geschrieben ist, sperren die Stäbe der Ausgangsmaske 48 das durch die Schlitze 22 und 30 der Eingangsmaske 20 durchgelassene Licht und es gibt keine Lichtabgabe von dem Lichtventil-Projektor. Dies ist eine grundlegende Charakteristik eines Lichtventil-Projektors des Schlieren-Dunkelfeldtyps.
Das Ausführungsbeipsiel des Zweifarben-Lichtventil- Projektors, wie es in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, verwendet orthogonale Beugungsachsen und eine entsprechende räumliche Filterung, um eine unabhängige Steuerung von Pixelfarbe und -intensität zu erzielen. Die Eingangspupille des Lichtventils 34 ist chromatisch und durch räumliche Filterung derart geteilt, daß rotes Licht von der Filterplatte 14 durch die horizontalen Schlitze 22 und blaues Licht von der Filterplatte 14 durch die vertikalen Schlitze 30 hindurchtritt. Ein Hochfrequenzträger, beispielsweise 48 und 96 MHz bei einer 525 Zeilen- Abtastrate und nur 96 MHz bei einer 1023 Zeilen-Abtastrate, wird an die vertikalen Elemente der Ablenkplatten 36 angelegt und durch das Rot-Videosignal moduliert. Der Elektronenstrahl schreibt ein moduliertes Raster oder ein erstes Beugungsgitter auf die Steuerschicht-Rasterebene 42. Ein zweites Beugungsgitter wird orthogonal zu dem ersten Gitter hervorgerufen durch Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahls in der horizontalen Richtung, indem ein harmonisch damit in Beziehung stehendes Trägersignal, z.B. eine Subharmonische wie beispielsweise 12 MHz bei der 525 Zeilen-Abtastrate und 24 MHz bei der 1023 Zeilen- Abtastrate, an die horizontalen Platten angelegt und dieses mit dem Blau-Videosignal moduliert wird. Das erste Beugungsgitter auf der Steuerschicht-Rasterebene 42 beugt das rote Licht vertikal, so daß es durch die komplementären Ausgangsmaske 48 ausgebildet sind, während das zweite Beugungsmuster auf der Steuerschicht-Rasterebene 42 das blaue Licht horizontal beugt durch die komplementären vertikalen Schlitze in der Ausgangsmaske.
Wie bereits zuvor beschrieben wurde, ist das Zweifarben- Lichtventil der Vielfachlichtventil-Projektoreinrichtung konventionell. Die Lichtabgabe der Vorrichtung ist durch die rote Lichtabgabe des Zweifarben-Lichtventils begrenzt und insbesondere durch die Konfiguration der Eingangsmaske 20 und der komplementären Ausgangsmaske 48.
Die Eingangsmaske 20 hat eine geometrische Durchlässigkeit von 25 % und eine tatsächliche Eingangsdurchlässigkeit von 43 %. Die tatsächliche Durchlässigkeit ist höher als die geometrische Durchlässigkeit, weil jeder der fünf horizontalen Schlitze auf die Scheitelpunkte einer zugeordneten Reihe von ersten Linsen 19 zentriert ist, und die Linsenreihen fokussieren einen Teil des auftreffenden Lichtes durch die entsprechenden horizontalen Schlitze 22. Tabelle 1 listet die Beugungsordnungsausnutzung für die ersten, zweiten und dritten Ordnungen und den Prozentsatz des Spitzenwirkungsgrades für Zeilenabtaststandards von 525 Zeilen und 1023 Zeilen für die fünf horizontalen Schlitze der Eingangsmaske 20, die rotes Licht durchläßt. Tabelle I Fünf horizontale Schlitze Ordnungsausnutzung Zeilen Ordnung Spitzenwirkungsgrad
Die Konfiguration der Eingangsmaske ist so, daß die Abgabe von rotem Licht bei einer hohen Auflösung von 1023 Zeilen einen kleineren Wirkungsgrad hat als bei einer Standard- Auflösung von 525 Zeilen, weil die zweite Beugungsordnung vollständig gesperrt ist und die Durchlässigkeit der dritten Beugungordnung wesentlich vermindert ist.
Figuren 1 und 4 zeigen eine neuartige Eingangsmaske 60 mit einer verbesserten Konfiguration, die eine wesentlich höhere Abgabe von rotem Licht durch vier horizontale Schlitze 62 liefert, die in dem Mittelabschnitt der Maske ausgebildet sind. Während weniger horizontale Schlitze in dem Mittelabschnitt der neuartigen Eingangsmaske 60 ausgebildet sind als in der konventionellen Eingangsmaske 20, optimiert die Eingangsmaske 60 die Ausnutzung der ersten drei Beugungsordnungen für die 525 und 1023 Zeilen- Abtaststandards.
In Figur 1 ist die neuartige Eingangsmaske 60 teilweise weggeschnitten, um die zweite lentikulare Linsenplatte 18 und die zweiten Linsen 19 zu zeigen, die in horizontalen Reihen und vertikalen Spalten angeordnet sind. Die Linsenplatte 18 und die zweiten Linsen 19 sind konventionell und, wie zuvor beschrieben wurde, haben die Linsen 19 ein 3-zu-4-Seitenverhältnis. Die horizontalen Schlitze 62 der Eingangsmaske 60 haben eine geometrische Durchlässigkeit von 50 %, d.h. die Breite von jedem horizontalen Schlitz beträgt 50 % des Mitte-zu-Mitte- Abstandes zwischen benachbarten Reihen der Linsen 19. Einfach ausgedrückt, beträgt die Breite von jedem horizontalen Schlitz 62 50 % der kleineren Abmessung der Linse 19. Figur 4 zeigt einen Teil der Eingangsmaske 60 und der zweiten Linsenplatte 18 mit den kleinen Linsen 19, die in gestrichelten Linien gezeigt sind, wo sie hinter undurchlässigen bzw. opaken Abschnitten der Eingangsmaske liegen. Die horizontalen Schlitze 62 sind asymmetrisch angeordnet relativ zu den Reihen der Linsen 19 in der Linsenanordnung. Die zwei äußeren horizontalen Schlitze 62a sind um 12,5 % des Mitte-zu-Mitte-Abstandes außen zwischen benachbarten Linsenreihen ausgebildet. Die zwei inneren horizontalen Schlitze 62b sind um 12,5 % innen ausgebildet und in Richtung aufeinander angeordnet. Undurchlässige bzw. opake Stäbe 64 trennen die benachbarten horizontalen Schlitze 62. Der Stab 64, der die zwei inneren horizontalen Schlitze 62b trennt, ist breiter als die undurchlässigen bzw. opaken Stäbe 64, die die äußeren und inneren horizontalen Schlitze 62a bzw. 62b trennen. Wie deutlicher in Figur 4 gezeigt ist, verdeckt der mittlere Stab 64 total die mittlere Linsenreihe. Dem mittleren Abschnitt der Maske 60 sind insgesamt fünf Linsenreihen 19 zugeordnet.
Die Abschnitte der Eingangsmaske 60, die oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes angeordnet sind, weisen sieben vertikale Schlitze 66 auf, die darin ausgebildet und durch undurchlässige bzw. opake Stäbe 68 getrennt sind. Die vertikalen Schlitze 66 sind symmetrisch angeordnet, d.h. sie sind zentriert in Bezug auf die Scheitelpunkte der Linsen 19. Die vertikalen Schlitze 66 sind im wesentlichen orthogonal zu den horizontalen Schlitzen 62. Die geometrische Durchlässigkeit der vertikalen Schlitze 66 wurde von 25 % in der bekannten Maske 20 auf 29 % des Mitte-zu-Mitte Linsenabstandes vergrößert, d.h. entlang der größeren Abmessung der Linsen 19 in der vorliegenden Maske 60. Es ist eine zentrale Öffnung 70 vorgesehen, um die Elektronenkanone (nicht gezeigt) aufzunehmen. Die Verdopplung der geometrischen Durchlässigkeit der horizontalen Schlitze 62 auf 50 % in Verbindung mit der asymmetrischen Positionierung der Schlitze 62 relativ zu den Scheitelpunkten der Linsenreihen und die Verdeckung der mittleren Linsenreihe lieferten eine tatsächliche Eingangsdurchlässigkeit von 55,59 % und sorgten für das unerwartete Ergebnis, daß der Spitzenwirkungsgrad des roten Lichtes durch die vier Schlitze 62 vergrößert wurde sowohl für den 525 Zeilen-Abtaststandard als auch den 1023 Zeilenstandard. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt. Tabelle II Vier horizontale Schlitze Ordnungsausnutzung Zeilen Ordnung Spitzenwirkungsgrad
Bei dem Zeilenabtaststandard von 1023 Zeilen mit hoher Auflösung zeigte die Vergrößerung in dem Wirkungsgrad für rotes Licht bei der neuartigen Eingangsmaske 60 auf 29,52% von 22,86 % für die konventionelle Eingangsmaske 20 eine Verbesserung von wenigstens 30 % bei der Abgabe von rotem Licht. Die Abgabe von blauem Licht bei der Eingangsmaske 60 ist auch verbessert gegenüber der konventionellen Eingangsmaske um etwa 14 % wegen der Vergrößerung in der geometrischen Schlitzbreite der vertikalen Schlitze 66. Die Ausgangsmaske (nicht gezeigt) ist ein Komplement der Eingangsmaske, abgesehen davon, daß keine zentrale Öffnung in der Ausgangsmaske vorhanden ist.
Zwar wurde das Zweifarben-Lichtventil für rotes und blaues Licht beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf diese Farben beschränkt, und es können irgendwelche komplementären Farben verwendet werden, was von den Charakteristiken der Farbfilterplatte abhängt.

Claims

1. Zweifarben-Lichtventil des Schlieren-Dunkelfeldtyps mit einer Eingangsmaske und einer komplementären Ausgangsmaske, wobei eine optische Pupille für das Zweifarben-Lichtventil enthält:

eine Anordnung (Array) von Linsen (19) mit Reihen von Linsen in einer ersten Richtung und Spalten von Linsen in einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung, wobei die Eingangsmaske (60) mehrere erste Schlitze (62) in einem Bereich, der sich in der ersten Richtung erstreckt, und mehrere zweite Schlitze (66) in einem zweiten Bereich und sich in der zweiten Richtung erstreckend aufweist, wobei die Schlitze in jedem der Bereiche wechselseitig durch opake Stäbe (64,68) getrennt sind, und Lichtfiltermittel zum Durchlassen einer ersten Farbe durch die ersten Schlitze in dem einen Bereich und einer zweiten Farbe durch die zweiten Schlitze in dem zweiten Bereich, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Schlitze (62) in dem ersten Bereich der Eingangsmaske asymmetrisch in Bezug auf die Reihen der Linsen angeordnet sind, wodurch die Lichtabgabe der ersten Farbe wesentlich erhöht ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten Schlitze in dem ersten Bereich eine geometrische Breite hat, die größer ist als die geometrische Breite der zweiten Schlitze in dem zweiten Bereich.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich einen sich horizontal erstreckenden Mittelabschnitt der Eingangsmaske aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, wobei der zweite Bereich die Abschnitte oberhalb und unterhalb des Mittelabschnitts der Eingangsmaske aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, wobei vier Schlitze in dem Mittelabschnitt der Maske gebildet sind, wobei die zwei äußeren Schlitze asymmetrisch angeordnet sind in Richtung auf den benachbarten Abschnitt des zweiten Bereiches, und die zwei inneren Schlitze asymmetrisch in Richtung aufeinander angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei fünf Reihen von Linsen dem sich horizontal erstreckenden Mittelabschnitt der Eingangsmaske zugeordnet sind, wobei die mittlere Linsenreihe durch einen opaken Stab blockiert ist, der die zwei inneren Schlitze trennt.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes im wesentlichen orthogonal zu den Schlitzen in dem Mittelabschnitt sind.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Richtungen senkrecht zueinander sind.

9. Lichtventil-Projektionseinrichtung, wobei ein in Farbe darzustellendes Bild durch die Addition von Licht aus zwei getrennten Lichtventilen des Schlieren-Dunkelfeldtyps gebildet ist, ein erstes Lichtventil rotes und blaues Licht erzeugt und ein zweites Lichtventil grünes Licht erzeugt, das erste Lichtventil eine Eingangsmaske und eine komplementäre Ausgangsmaske aufweist, wobei eine optische Pupille für das erste Lichtventil enthält:

eine Anordnung (Array) von Linsen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die Eingangsmaske mehrere erste Schlitze in einem sich horizontal erstreckenden Mittelabschnitt, wobei die ersten Schlitze in der Richtung der Linsenreihen verlaufen, und mehrere zweite Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes aufweist, wobei sich die zweiten Schlitze in der Richtung der Linsenspalten erstrecken, wobei die Schlitze in dem Mittelabschnitt und in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes gegeneinander durch opake Stäbe getrennt sind, und eine Lichtfiltereinrichtung zum Durchlassen von rotem Licht durch die Schlitze in dem Mittelabschnitt und von blauem Licht durch die Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes, dadurch gekennzeichnet , daß die Schlitze in dem Mittelabschnitt asymmetrisch angeordnet sind in bezug auf die in Reihen angeordneten Linsen, wobei die ersten Schlitze in dem Mittelabschnitt eine geometrische Breite aufweisen, die größer als diejenige der zweiten Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes ist, wodurch die Abgabe von rotem Licht von dem ersten Lichtventil wesentlich vergrößert ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die mehreren ersten Schlitze vier horizontal angeordnete Schlitze aufweisen, die in dem Mittelabschnitt der Maske ausgebildet sind, einer der äußeren Schlitze neben dem Abschnitt oberhalb des Mittelabschnittes asymmetrisch angeordnet ist nach außen in Richtung auf den Abschnitt oberhalb, der andere äußere Schlitz asymmetrisch angeordnet ist nach außen in Richtung auf den Abschnitt unterhalb des Mittelabschnittes und die zwei inneren Schlitze asymmetrisch angeordnet sind nach innen in Richtung zueinander.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, wobei dem sich horizontal erstreckenden Mittelabschnitt der Eingangsmaske fünf Linsenreihen zugeordnet sind, wobei die mittlere Linsenreihe durch einen opaken Stab blockiert ist, der die zwei inneren Schlitze trennt.

12. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 11, wobei jeder der benachbarten inneren und äußeren Schlitze asymmetrisch verschoben ist um etwa 12,5 % in bezug auf den Mitte-zu- Mitte Vertikalabstand zwischen benachbarten Linsenreihen.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Breite jedes Schlitzes etwa 50 % des Mitte-zu-Mitte Vertikalabstandes zwischen benachbarten Linsenreihen aufweist.

14. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 13, wobei die zweiten Schlitze in den Abschnitten oberhalb und unterhalb des Mittelabschnittes symmetrisch angeordnet sind in bezug auf die Linsenspalten und eine Breite aufweisen, die etwa 29 % des Mitte-zu-Mitte Horizontalabstandes zwischen benachbarten Linsenspalten beträgt.