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Hintergrund
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigetechnik,
die Licht aus einer Lichtquelle in Farblichtstrahlen (R, G, B) auftrennt
und diese zur Bildgebung auf ein Anzeigegerät wirft.
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Bei
herkömmlichen
Bildgebungsmethoden dieser Art werden einzeln auf ein Anzeigegerät geworfene
R-, G- und B-Lichtstrahlen der Reihe nach bewegt oder gescrollt,
wobei Licht aus einer Lichtquelle durch eine Linsenanordnung durchläuft und von
einem Polarisationswandler in polarisiertes Licht in einem spezifischen
Zustand gewandelt und dann von dichroitischen Spiegeln in R-, G-
und B-Lichtstrahlen aufgetrennt wird; die Lichtwege der R-, G- und
B-Lichtstrahlen werden durch entsprechende Rotationsprismen so geändert, dass
die Strahlen in verschiedenen Positionen auf die Oberfläche eines Anzeigegeräts wie eines
Flüssigkristallfeldes
projiziert werden und in einer vorgeschriebenen Richtung auf dem
Anzeigegerät
scrollen.
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Beim
obigen Stand der Technik ergeben sich aufgrund der vielen Rotationsprismen
leicht beträchtliche
Gesamtgrößen und
-kosten für
ein optisches System oder eine optische Vorrichtung, und der Einsatz
vieler Linsen, aus dem sich die Anwesenheit vieler lichtübertragender
Teile ergibt, bewirkt mit großer Wahrscheinlichkeit
Lichtverlust und eine Verschlechterung in der Bildschirmhelligkeit.
Daneben müssen die
Positionen der R-, G- und
B-Lichtprojektionsstellen auf dem Anzeigegerät durch das Steuern der Rotationsposition
der obigen mehreren Rotationsprismen justiert werden. Diese Justierungsarbeit
ist oft mit Problemen behaftet. Außerdem sollte für jedes Rotationsprisma
ein Motor installiert werden, was den Geräuschpegel erhöht.
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Eine
Farbbildanzeigevorrichtung, die mit der vorliegenden Erfindung die
Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 gemeinsam hat, wird
in WO 01 77737 A beschrieben. Die Druck schrift
US 4 662 709 A offenbart
ein nach innen reflektierendes rotierendes Polygonsystem zur Wobble-Korrektur
in einem Scansystem.
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Zusammenfassung
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Die
folgenden drei Probleme sollten im Stand der Technik beispielsweise
verbessert werden. Das erste besteht darin, das Verwertungsverhältnis des Lichts
zu erhöhen
und die Bildschirmhelligkeit zu verbessern. Das zweite besteht darin,
eine Erhöhung
in der Gesamtgröße und den
Gesamtkosten des optischen Systems oder der optischen Vorrichtung
zu verhindern. Das dritte besteht darin, den Justierungsbedarf für die R-,
G- und B-Lichtprojektionsstellen auszuräumen.
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Um
diese Probleme zu lösen,
werden R-, G- und B-Lichtstrahlen als Ergebnis einer Farbauftrennung
von mehreren reflektierenden Oberflächen reflektiert, die auf der
Innenseite usw. eines rotierenden polyedrischen Reflektors gebildet
sind, der um eine Mittelachse rotiert, während die Reflexionsebene von einer
reflektierenden Oberfläche
zu einer nächsten wechselt,
sodass die reflektierten Lichtstrahlen in verschiedenen Positionen
auf eine Anzeigegerätoberfläche projiziert
werden und in einer vorgeschriebenen Richtung scrollen. Insbesondere
bildet eine optische Einheit für
eine Bildanzeigevorrichtung ein optisches Bild gemäß einem
Bildsignal, indem sie Licht aus einer Lichtquelle mittels eines
optischen Beleuchtungssystems auf ein Anzeigegerät projiziert. Hier enthält das optische
Beleuchtungssystem: eine Farbtrenneinrichtung (5, 5a, 5b, 5a, 5a1, 5b1, 5c1 in den
relevanten Ausführungsbeispielen),
die Licht aus der Lichtquelle in R-, G- und B-Lichtstrahlen auftrennt sowie
einen rotierenden polyedrischen Reflektor (7, 7' in den relevanten
Ausführungsbeispielen),
der mehrere reflektierende Oberflächen (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, 7'e, 7'f, 7'g, 7'h in den relevanten
Ausführungsbeispielen)
um eine Mittelachse aufweist, wobei der von benachbarten reflektierenden
Oberflächen
oder von Tangenten von benachbarten reflektierenden Oberflächen gebildete Winkel
kleiner als 180° auf
der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite ist, und der, während er
um die Mittelachse rotiert, die reflektierenden Oberflächen die
R-, G- und B-Lichtstrahlen der Reihe nach reflektieren lässt und
sie zum Anzeigegerät
schickt. Während
der rotierende polyedrische Reflektor rotiert und seine Reflexionsebene
der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zu einer nächsten wechselt,
scrollen die vom rotierenden polyedrischen Reflektor auf das Anzeigegerät geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät in einer vorgeschriebenen
Richtung.
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Zusätzliche
Ziele, Vorteile und neuartige Merkmale der Ausführungsbeispiele werden teils
in der folgenden Beschreibung fortgeschrieben und teils für die Fachleute
beim Studium des Folgenden und der begleitenden Zeichnungen ersichtlich
werden oder können
durch die Herstellung oder Ausführung
der Ausführungsbeispiele
erfahren werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindungskonzepte können mit
Hilfe der Methodologien, Werkzeuge und Kombinationen, auf die insbesondere
die angehängten
Patentansprüche
verweisen, umgesetzt und erhalten werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
Zeichnungsfiguren bilden beispielhaft und ohne zu beschränken bevorzugte
Ausführungsbeispiele
ab. In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugsnummern auf dieselben
oder ähnliche
Elemente.
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1 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels.
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2A ist
eine beispielhafte Schnittansicht eines rotierenden polyedrischen
Reflektors gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
und 2B ist eine beispielhafte Perspektivansicht des
rotierenden polyedrischen Reflektors.
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3A zeigt,
wie der rotierende polyedrische Reflektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
während
seiner Rotation in einer Position R-, G- und B-Lichtstrahlen reflektiert,
und 3B zeigt, wie der rotierende polyedrische Reflektor
während
seiner Rotation in einer anderen Position R-, G- und B-Lichtstrahlen
reflektiert.
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4 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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5 zeigt
eine beispielhafte Struktur eines rotierenden polyedrischen Reflektors
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
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6 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines dritten Ausführungsbeispiels.
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7 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines vierten Ausführungsbeispiels.
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8A bis 8C betreffen
das vierte Ausführungsbeispiel; 8A illustriert
eine erste Linsenanordnung, 8B illustriert
eine zweite Linsenanordnung, 8C erklärt, wie
die Linsenanordnungen funktionieren; und 8D illustriert
Linsenbilder, wie sie auf einer reflektierenden Oberfläche des
rotierenden polyedrischen Reflektors reflektiert werden.
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9 ist
ein beispielhaftes Diagramm für
ein fünftes
Ausführungsbeispiel.
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10 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines sechsten Ausführungsbeispiels.
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11 ist
ein beispielhaftes Diagramm zur Illustration eines siebten Ausführungsbeispiels.
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12A zeigt einen rotierenden polyedrischen Reflektor
mit gekrümmter
Reflektierender, der acht gekrümmte
reflektierende Oberflächen
aufweist; und 12B zeigt einen rotierenden
po lyedrischen Reflektor mit acht gekrümmten reflektierenden Oberflächen als
primäre
reflektierende Oberflächen.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Im
Folgenden werden unter Bezug auf die Zeichnungen die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung erklärt.
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1 bis 3 sind beispielhafte Zeichnungen für das erste
Ausführungsbeispiel. 1 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
wie im ersten Ausführungsbeispiel. 2A und 2B zeigen
die beispielhafte Struktur eines in 1 gezeigten
rotierenden polyedrischen Reflektors. 3A zeigt,
wie der rotierende polyedrische Reflektor in einer Position während seiner
Rotation R-, G- und B-Lichtstrahlen reflektiert, und 3B zeigt,
wie der rotierende polyedrische Reflektor in einer anderen Position
während
seiner Rotation R-, G- und B-Lichtstrahlen reflektiert.
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Im
ersten Ausführungsbeispiel
werden R-, G- und B-Lichtstrahlen als Ergebnis einer Farbauftrennung
einmalig von einem rotierenden polyedrischen Reflektor reflektiert
und auf ein Anzeigegerät projiziert.
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In 1 stellt
Nummer 1 eine Lampeneinheit dar, die eine Lampe (nicht
gezeigt) als eine Lichtquelle enthält, und 1a stellt
einen Reflektor mit einer ovalen, parabolischen oder asphärischen
reflektierenden Oberfläche
dar, die Licht aus der Lampe in eine vorgegebene Richtung reflektiert.
Eine Nummer 2 bezeichnet eine erste Linsenanordnung, die
aus mehreren Mikrosammellinsen besteht und als zweite Lichtquellen
zur Gewährleistung
einer gleichmäßigen Beleuchtungsverteilung
im Strahlenquerschnitt dient. Eine Nummer 3 stellt eine
zweite Linsenanordnung dar, die aus mehreren Mikrosammellinsen besteht und
ein Bild jeder Linse der ersten Linsenanordnung gibt. Eine Nummer 4 bezeichnet
einen Polarisationswandler, der aus einem polarisierenden Strahlenteiler
(PBS) und einer Halbwellenverzögerungsplatte besteht
und Licht von der zweiten Linsenanordnung 3 in P-polarisiertes
Licht und S-polarisiertes Licht teilt und das auf eine Weise polarisierte
Licht rotiert, um es mit dem auf andere Weise polarisierten Licht
identisch zu machen. Symbole 5a, 5b und 5c stellen
dichroitische Spiegel dar, die das polarisierte Licht durch-Reflexion
und Übertragung
farblich auftrennen und gemeinsam als Farbtrenneinrichtung bezeichnet werden.
Der dichroitische Spiegel 5a ist ein dichroitischer Spiegel
für Rotlichtreflexion,
der rotes Licht reflektiert und blaues und grünes Licht durchlässt, 5b ist
ein dichroitischer Spiegel für
Blaulichtreflexion, der blaues Licht reflektiert und grünes Licht
durchlässt,
und 5c ist ein dichroitischer Spiegel für Grünlichtreflexion, der grünes Licht
reflektiert. Die dichroitischen Spiegel 5a, 5b und 5c sind
nicht parallel zueinander und die Reihenfolge ihrer Positionen wird auf
der Grundlage der Spektraleigenschaften der Lampe bestimmt, wobei
das Farbgleichgewicht auf der Bildprojektionsoberfläche wie
einem Bildschirm in Betracht gezogen wird. Symbole 6a und 6b stellen Kollimatorlinsen
dar, die die aus den dichroitischen Spiegeln kommenden R-, G- und
B-Lichtstrahlen parallel richten. Eine Nummer 7 stellt
einen rotierenden polyedrischen Reflektor mit C als Mittelachse
dar. Eine Nummer 8 stellt einen polarisierenden Strahlenteiler
(PBS) dar und Nummer 8a stellt einen im PBS 8 eingebauten
Analysefilm dar, der P- oder S-polarisiertes Licht reflektiert und
das jeweils andere durchlässt.
Eine Nummer 9 bezeichnet ein reflexionsartiges Anzeigegerät (z. B.
ein reflexionsartiges Flüssigkristallfeld),
das R-, G- und B-Lichtstrahlen gemäß einem Bildsignal moduliert
und diese aussendet. Eine Nummer 10 stellt einen Projektor
dar, der aus dem PBS 8 ausgesendete Lichtstrahlen in vergrößerter Form
auf einen Bildschirm projiziert. Eine Nummer 20 stellt
eine Stromversorgungsschaltung dar; 21 eine Signalverarbeitungsschaltung,
die von außen
kommende Bildsignale verarbeitet; und 22 stellt eine Betriebsschaltung
dar, die das Anzeigegerät 9 entsprechend
der Signale von der Signalverarbeitungsschaltung 21 betreibt.
Eine Nummer 25 stellt einen Motor dar, der den rotierenden
polyedrischen Reflektor 7 rotieren lässt. Eine Nummer 100 bezeichnet
eine Bildanzeigevorrichtung.
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Der
rotierende polyedrische Reflektor 7 weist einen Ring reflektierender
Oberflächen
auf seiner Innenseite um die Mittelachse C herum (der Mittelachse
C zugewandt) auf. Diese reflektierenden Oberflächen sind symmetrisch bezüglich der
Mittelachse C und bezüglich
der Mittelachse C in ihrer Längsrichtung
geneigt, wobei der von benachbarten reflektierenden Oberflächen gebildete
Winkel oder der von Tangenten benachbarter reflektierender Oberflächen gebildete
Winkel kleiner als 180° auf
der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite ist. Vom Motor angetrieben rotiert
der rotierende polyedrische Reflektor 7 um die Mittelachse
C herum mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit, und die mehreren
reflektierenden Oberflächen
des rotierenden polyedrischen Reflektors 7 reflektieren
der Reihe nach R-, G- und B-Lichtstrahlen aus den Kollimatorlinsen 6a, 6b,
während sie
um die Mittelachse C rotieren, und senden diese zum PBS 8 aus.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen vom PBS 8 werden auf das
reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen.
Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine
Reflexionsebene von einer reflektierenden Oberfläche zur nächsten wechselt, scrollen die
aufs Anzeigegerät 9 geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine optische
Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung 100, wobei der
Abschnitt des optischen Systems, der von der ersten Linsenanordnung 2 zum
PBS 8 reicht, als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige
Anzeigegerät 9 dient.
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2A ist
eine beispielhafte Schnittansicht des in 1 gezeigten
rotierenden polyedrischen Reflektors. 2B ist
eine beispielhafte Perspektivansicht des rotierenden polyedrischen
Reflektors. Der rotierende polyedrische Reflektor 7 hat
einen Ring von acht reflektierenden Oberflächen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h auf
seiner Innenseite um die Mittelachse C herum. Die acht reflektierenden
Oberflächen
bilden ein gleichseitiges Achteck. Der Winkel, der jeweils von benachbarten
der acht reflektierenden Oberflächen
gebildet wird (d. h. der durch 7a und 7b, 7b und 7c, 7c und 7d, 7d und 7e, 7e und 7f, 7f und 7g,
und 7g und 7h gebildet wird), beträgt näherungsweise
135°. Von
den dichroitischen Spiegeln 5a, 5b, und 5c reflektierte
Farblichtstrahlen werden von den Kollimatorlinsen 6a und 6b parallel
gerichtet und auf die reflektierenden Oberflächen auf der Innenseite des
rotierenden polyedrischen Reflektors 7 geworfen und von
diesem reflektiert. Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert, wechselt
die Reflexionsebene (die das Einfallslicht reflektierende Oberfläche) der
Reihe nach mit der Zeit von einer reflektierenden Oberfläche zur
nächsten (7a-7b-7c-7d-7e-7f-7g-7h),
und Lichteinfalls-/Lichtreflexionspunkte und -Winkel auf jeder der
reflektierenden Oberflächen ändern sich
entsprechend. Während
die Reflexionsebene wechselt und sich die Einfalls-Reflexionspunkte
und -winkel auf jeder reflektierenden Oberfläche ändern, ändern sich die Richtung des
reflektierten Lichts und die des zur PBS 8 ausgesendeten
Lichts mit der Zeit. Betrachtet man die acht reflektierenden Oberflächen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h,
ist der von benachbarten reflektierenden Oberflächen gebildete Winkel kleiner
als 180°,
sodass reflektierte Lichtstrahlen verschiedener Farben einander
nicht überschneiden,
wenn R-, G- und B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche reflektiert
werden. Die acht reflektierenden Oberflächen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h können ultraviolette
Strahlen und ferne Infrarotstrahlen durchlassen. Die oben erwähnten Einrichtungen
verbessern die Reinheit der reflektierten Lichtfarben.
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3A und 3B illustrieren,
wie der rotierende polyedrische Reflektor 7 während seiner
Rotation R-, G- und B-Lichtstrahlen reflektiert.
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3A und 3B zeigen,
wie der in 1, 2A und 2B gezeigte
rotierende polyedrische Reflektor 7 Licht auf einer seiner
reflektierenden Oberflächen
reflektiert. 3B zeigt den rotierenden polyedrischen
Reflektor 7, der aus seiner vorherigen in 3A gezeigten
Position in die durch den Pfeil angezeigte Richtung geschoben oder
rotiert wurde. In 3A werden R-, G- und B-Lichtstrahlen,
die die reflektierende Oberfläche 7a von
der Kollimatorlinse 6b aus erreicht haben, von der Oberfläche 7a reflektiert
und in die angezeigte Richtung ausgesendet. Reflektierte R-, G-
und B-Lichtstrahlen verschieben sich gemäß der Rotation des rotierenden
polyedrischen Reflektors 7 von einer oberen in eine untere Position.
Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7 um die Mittelachse
C rotiert, wird das Positionsverhältnis zwischen der reflektierenden
Oberfläche
und den einfallenden Lichtstrahlen zu dem in 3B gezeigten,
wobei R- und B-Licht weiterhin auf die reflektierende Oberfläche 7a geworfen
und von dieser reflektiert werden, aber die Reflexions- (Einfalls-)Ebene
für G-Licht ändert sich
von der reflektierenden Oberfläche 7a zur
reflektierenden Oberfläche 7b.
Wie in 3B gezeigt ändert der G-Lichtstrahl seine
Position auf dem PBS 8 von der untersten Position zur höchsten Position,
wenn sich die reflektierende Oberfläche für G-Lichtstrahlen ändert. Ähnlicherweise
kommen B-Lichtstrahlen nach ihrer Reflexion auf der reflektierenden
Oberfläche 7b auf
die höchste
Position, wenn der rotierende polyedrische Reflektor 7 weiter
um die Mittelachse C rotiert und sich die Reflexionsebene für B-Lichtstrahlen
von der reflektierenden Oberfläche 7a zur
reflektierenden Oberfläche 7b ändert.
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Wie
in 1, 2A, 2B, 3A und 3B demonstriert
wird im ersten Ausführungsbeispiel
Licht aus einer Lampe (nicht gezeigt) in der Lampeneinheit 1 reflektiert,
von der ovalen, parabolischen oder asphärischen reflektierenden Oberfläche des
Reflektors 1a konzentriert und zur ersten Linsenanordnung 2 geschickt,
wo mehrere zweite Lampenbilder erscheinen; dann bildet die zweite
Linsenanordnung 3 die mehreren zweiten Lampenbilder, die dann
vom PBS (nicht gezeigt) des Polarisationswandlers 4 in
P- und S-polarisiertes Licht geteilt werden, und auf eine Weise
polarisiertes Licht, zum Beispiel P-polarisiertes Licht, wird durch
die Halbwellenverzögerungsplatte
(nicht gezeigt) rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und
mit dem bei der Teilung durch das PBS entstehenden S-polarisierten Licht
kombiniert und vom Polarisationswandler 4 ausgesendet zu
werden. Entgegen dem oben erwähnten
Fall kann die Halbwellenverzögerungsplatte im
Polarisationswandler 4 das bei der Teilung durch das PBS
entstehende S-polarisierte Licht rotieren, um es in P-polarisiertes
Licht zu wandeln, sodass P-polarisiertes Licht vom Polarisationswandler 4 ausgesendet
wird. Das weiße
S-polarisierte Licht aus dem Polarisationswandler 4 erreicht
die dichroitischen Spiegel 5a, 5b, 5c für die Farbtrennung.
Zuerst reflektiert der dichroitische Spiegel 5a für Rotlichtreflexion
die rote Komponente (im Folgenden R-Licht genannt) des einfallenden
weißen
S-polarisierten Lichts, um es vom Rest des Lichts zu trennen; dann reflektiert
der dichroitische Spiegel 5b für Blaulichtreflexion die blaue
Komponente (B-Licht)
des einfallenden S-polarisierten Lichts, um es von der grünen Komponente
zu trennen; und schließlich
reflektiert der dichroitische Spiegel 5c für Grünlichtreflexion
die grüne
Komponente (G-Licht). Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden als
farbgetrenntes S-polarisiertes Licht von den Kollimatorlinsen 6a und 6b parallel
gerichtet und zu einer reflektierenden Oberfläche des rotierenden polyedrischen
Reflektors 7 gesendet.
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Im
rotierenden polyedrischen Reflektor 7 werden die R-, G-
und B-Lichtstrahlen, während
dieser rotiert, von den acht reflektierenden Oberflächen 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h der
Reihe nach auf seiner Innenseite reflektiert und dann zum PBS 8 gesendet,
wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen als S-polarisiertes Licht vom
Analysefilm 8a reflektiert und auf das reflexionsartige
Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und B-Lichtstrahlen
gemäß dem Bildsignal
und sendet das S-polarisierte
Licht als reflektiertes Licht von P-polarisiertem Licht wieder zum
PBS 8. Im PBS 8 werden die Menge des zum Projektor 10 ausgesendeten
Lichts und die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend
der Beziehung zwischen dem Polarisationszustand von einfallendem
P-polarisiertem Licht und der Polarisationsachse des PBS 8 für Durchlass
und Reflexion bestimmt. Auf diese Weise wird gemäß dem externen Eingabebildsignal
ein Bild projiziert. Wenn das Anzeigegerät 9 eine Anzeige in
schwarz macht, ist der Polarisationszustand des austretenden Lichts
fast derselbe wie der des eintretenden Lichts, und das austretende Licht
wird entlang des Weges des eintretenden Lichts zurück zur Lampenseite
geführt.
Das aus dem PBS 8 kommende Licht tritt in den Projektor 10 ein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird angenommen, dass R-, G- und B-Lichtstrahlen aus dem PBS 8 alle
P-polarisiertes Licht sind. Das P-polarisierte Licht, das in den
Projektor 10 eingetreten ist, wird auf einen Bildschirm
usw. in vergrößerter Form
projiziert, um ein Bild gemäß dem oben
erwähnten
Bildsignal zu projizieren.
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Gemäß diesem
ersten Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung hauptsächlich
aus einem rotierenden polyedrischen Reflektor und einem Anzeigegerät zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
Lichtstrahlen verschiedener Farben einander nicht überschneiden,
wenn R-, G- und
B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden
polyedrischen Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen
Lichtstellen verschiedener Farben einander nicht auf dem Anzeigegerät 9,
was Lichtverschwendung ausschließt. Wenn der von benachbarten
reflektierenden Oberflächen
gebildete Winkel größer als
180° ist, überschneiden
R-, G-, B-Lichtstrahlen einander notwendigerweise nach der Reflexion
auf derselben reflektierenden Oberfläche, damit R-, G-, B-Lichtstrahlen
im selben Bereich scrollen, und die R-, G- und B-Lichtstellen kommen einander nahe auf
derselben Oberfläche,
sodass R-, G-, B-Lichtstrahlen einander nach der Reflexion schneiden.
Es ist gut möglich,
dass R-, G-, B-Lichtstrahlen einander überlappen, wenn R-, G- und
B-Lichtstellen einander auf derselben Oberfläche nahe kommen. Solch ein Überlappungsabschnitt
weist eine schwarze Lichtstelle auf der Bildanzeige auf, und eine schwarze
Lichtstelle trägt
nichts zum Anzeigen des Bildes bei, und da es nichts zum Bild beiträgt, ist
das Licht bei solch einer Überlappung
im Wesentlichen verschwendet. Wenn auf der anderen Seite alle von benachbarten
reflektierenden Oberflächen
oder von Tangenten benachbarter reflektierender Oberflächen gebildeten
Winkel kleiner als 180° auf
der Lichteintritts-/Lichtaustrittsseite sind, ist es nicht notwendig, dass
R-, G-, B-Lichtstrahlen einander nach der Reflexion auf derselben
reflektierenden Oberfläche überschneiden,
damit R-, G-, B-Lichtstrahlen im selben Bereich scrollen, sodass
Lichtstellen verschiedener Farben einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht überlappen,
was Lichtverschwendung ausschließt. Deshalb braucht die Blendenzahl
des optischen Systems nicht klein zu sein und die Bildschirmhelligkeit
kann daher erhöht
werden. In diesem Sinne kann die optische Einheit oder Vorrichtung
auch kompakt sein. Auch die Justierung der R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen
auf dem Anzeigegerät 9 ist
nicht länger
erforderlich.
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4 und 5 sind
erklärende
Zeichnungen für
ein zweites Ausführungsbeispiel; 4 zeigt die
beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
und 5 zeigt die beispielhafte Struktur eines rotierenden
polyedrischen Reflektors in der in 4 gezeigten
Vorrichtung.
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Im
zweiten Ausführungsbeispiel
werden R-, G- und B-Lichtstrahlen als Ergebnis einer Farbauftrennung
von einem rotierenden polyedrischen Reflektor zweifach reflektiert
und auf ein Anzeigegerät projiziert.
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Unter
Bezug auf 4 stellt Nummer 7' einen rotierenden
polyedrischen Reflektor mit C' als Mittelachse
dar, und 11 stellt eine zylindrische Linse dar. Die anderen
Komponenten sind dieselben wie die im obigen ersten Ausführungsbeispiel.
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Der
rotierende polyedrische Reflektor 7' weist einen Ring reflektierender
Oberflächen
auf seiner Innenseite um die Mittelachse C' herum (der Mittelachse C' zugewandt) als primäre reflektierende Oberflächen und
eine reflektierende Oberfläche
auf einer zur Mittelachse C' senkrechten
Ebene als eine sekundäre
reflektierende Oberfläche
auf. Die primären
reflektierenden Oberflächen
sind symmetrisch bezüglich
der Mittelachse C' und
nahezu parallel zur Mittelachse C' in der Längsrichtung der Achse, wobei der
von benachbarten reflektierenden Oberflächen gebildete Winkel oder
der von Tangenten benachbarter reflektierender Oberflächen gebildete
Winkel kleiner als 180° auf
der Lichteingangs-/Lichtaustrittsseite ist. Der rotierende polyedrische
Reflektor 7' wird
vom Motor 25 angetrieben, um um die Mittelachse C' herum mit einer
vorgeschriebenen Geschwindigkeit zu rotieren; während der rotierende polyedrische
Reflektor 7' rotiert,
werden R-, G- und B-Lichtstrahlen aus den Kollimatorlinsen 6a, 6b zunächst von
den primären
reflektierenden Oberflächen
und dann von der sekundären
reflektierenden Oberfläche
reflektiert und zum PBS 8 ausgesendet. Die R-, G- und B-Lichtstrahlen
aus dem PBS 8 werden auf das reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen.
Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7' rotiert und seine Reflexionsebene
von einer reflektierenden Oberfläche
zur nächsten
wechselt, scrollen die auf das Anzeigegerät 9 geworfenen R-,
G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine
optische Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der von
der ersten Linsenanordnung 2 zum PBS 8 reichende
Abschnitt des optischen Systems als ein optisches Beleuchtungssystem
für das
Anzeigegerät 9 dient.
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5 zeigt
die beispielhafte Struktur des in 4 gezeigten
rotierenden polyedrischen Reflektors 7'. Dieser rotierende polyedrische
Reflektor 7' weist
einen Ring von acht reflektierenden Oberflächen 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, 7'e, 7'f, 7'g, 7'h um die Mittelachse C' auf seiner Innenseite
als primäre
reflektierende Oberflächen
und eine sekundäre
reflektierende Oberfläche 7'i auf einer
zur Mittelachse C' senkrechten
Ebene auf. Die acht primären
reflektierenden Oberflächen
schließen
aneinander wie in einem Ring an und bilden ein gleichseitiges Achteck.
Der von benachbarten primären
reflektierenden Oberflächen gebildete
Winkel (d. h. der durch 7'a und 7'b, 7'b und 7'c, 7'c und 7'd, 7'd und 7'e, 7'e und 7'f, 7'f und 7'g, und 7'g und 7'h gebildete
Winkel) beträgt
näherungsweise
135°. Die
sekundäre
reflektierende Oberfläche 7'i ist eine einzelne
reflektierende Oberfläche.
Von den dichroitischen Spiegeln 5a, 5b, 5c reflektierte
R-, G- und B-Lichtstrahlen werden von den Kollimatorlinsen 6a und 6b gleichgerichtet
und von den primären reflektierenden
Oberflächen
auf der Innenseite des rotierenden polyedrischen Reflektors 7' und der sekundären reflektierenden
Oberfläche
reflektiert. 5 zeigt ebenfalls, wie Farblichtstrahlen
von der primären
reflektierenden Oberfläche 7'a und der sekundären reflektierenden
Oberfläche 7'i reflek tiert werden.
Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7' rotiert, wechselt die Reflexionsebene
(einfallendes Licht reflektierende Oberfläche) der Reihe nach mit der
Zeit (7'a-7'b-7'c-7'd-7'e-7'f-7'g-7'h) und Lichteinfalls-/Lichtaustrittspunkte
und -Winkel auf jeder der reflektierenden Oberflächen ändern sich entsprechend. Da
die sekundäre
reflektierende Oberfläche 7'i eine einzelne
zur Mittelachse C' senkrechte Oberfläche ist,
gibt es weder einen Wechsel in der Reflexionsebene noch eine Variation
im Einfalls-/Reflexionswinkel während
der Rotation des Reflektors, auch wenn sich der Eintritts-/Reflexionspunkt ändert. Während die
Reflexionsebene (primäre
reflektierende Oberflächen)
wechselt und sich der Einfalls-/Reflexionspunkt und -winkel auf
jeder reflektierenden Oberfläche ändert, ändert sich
die Richtung des zum PBS 8 gesendeten Lichts mit der Zeit.
Betrachtet man die acht primären
reflektierenden Oberflächen 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, 7'e, 7'f, 7'g, 7'h, ist der durch
benachbarte reflektierende Oberflächen gebildete Winkel kleiner
als 180°,
sodass reflektierte Lichtstrahlen verschiedener Farben einander
nicht überschneiden, wenn
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche reflektiert
werden. Jeweils die acht primären
reflektierenden Oberflächen 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, 7'e, 7'f, 7'g, 7'h oder die sekundäre reflektierende
Oberfläche 7'i oder alle
können
ultraviolette Strahlen und ferne Infrarotstrahlen durchlassen. Die oben
erwähnten
Einrichtungen verbessern die Reinheit der reflektierten Lichtfarben.
-
Im
zweiten Ausführungsbeispiel,
wie es in 4 und 5 demonstriert
wird, wird wie im ersten Ausführungsbeispiel
Licht aus einer Lampe (nicht gezeigt) in der Lampeneinheit 1 reflektiert
und durch die ovale, parabolische oder asphärische reflektierende Oberfläche des
Reflektors 1a konzentriert und zur ersten Linsenanordnung 2 gesendet,
wo mehrere zweite Lampenbilder erscheinen; dann bildet die zweite
Linsenanordnung 3 die mehreren zweiten Lampenbilder, die
vom PBS des Polarisati onswandlers 4 in P- und S-polarisiertes
Licht aufgeteilt werden, und auf eine Weise polarisiertes Licht,
zum Beispiel P-polarisiertes
Licht, wird von einer Halbwellenverzögerungsplatte rotiert, um in
S-polarisiertes Licht gewandelt und mit dem aus der Aufteilung durch
den PBS entstehenden S-polarisierten Licht kombiniert und vom Polarisationswandler 4 ausgesendet
zu werden. Das weiße
S-polarisierte Licht aus dem Polarisationswandler 4 tritt
in die zylindrische Linse 11 ein, wo der Strahl in der
Richtung verengt wird, in der die Krümmung ausgebildet ist (waagerechte
Richtung im Fall von 4). Das weiße S-polarisierte Licht aus
der zylindrischen Linse 11 erreicht die dichroitischen
Spiegel 5a, 5b, 5c für die Farbauftrennung. Zuerst
reflektiert der dichroitische Spiegel 5a für Rotlichtreflexion
die R-Komponente des einfallenden weißen S-polarisierten Lichts, um es vom Restlicht
zu trennen; dann reflektiert der dichroitische Spiegel 5b für Blaulichtreflexion
die B-Komponente des einfallenden S-polarisierten Lichts, um es
von der G-Komponente zu trennen; und schließlich reflektiert der dichroitische
Spiegel 5c für
Grünlichtreflexion
die G-Komponente. Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden als farblich
getrenntes S-polarisiertes Licht von den Kollimatorlinsen 6a und 6b parallel gerichtet
und zum rotierenden polyedrischen Reflektor 7' gesendet.
-
Im
rotierenden polyedrischen Reflektor 7' werden die R-, G- und B-Lichtstrahlen,
während
dieser rotiert, der Reihe nach von den acht primären reflektierenden Oberflächen 7'a, 7'b, 7'c, 7'd, 7'e, 7'f, 7'g, 7'h auf seiner
Innenseite und von der sekundären
reflektierenden Oberfläche 7'i reflektiert,
dann zum PS 8 gesendet, wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen
als S-polarisiertes
Licht vom Analysefilm 8a reflektiert und auf das reflexionsartige
Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und
B-Lichtstrahlen gemäß dem Bildsignal
und sendet das S-polarisierte Licht als reflektiertes Licht von
P-polarisiertem Licht wieder zum PBS 8. Das vom PBS 8 kommende
P-polarisierte Licht tritt in den Projektor 10 ein. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird
angenommen, dass R-, G- und B-Lichtstrahlen vom PBS 8 alle
P-polarisiertes Licht sind. Das P-polarisierte Licht, das in den
Projektor 10 eingetreten ist, wird auf einen Bildschirm
usw. in vergrößerter Form
projiziert, um ein Bild entsprechend dem oben beschriebenen Bildsignal
zu projizieren.
-
Gemäß diesem
zweiten Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung wie im ersten Ausführungsbeispiel hauptsächlich aus
einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7' und einem Anzeigegerät zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
Lichtstrahlen verschiedener Farben einander nicht überschneiden,
wenn R-, G- und B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden
polyedrischen Reflektor 7' reflektiert
werden, überlappen
Lichtstellen verschiedener Farben einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht,
wodurch Lichtverschwendung ausgeschlossen wird. Deshalb braucht
die Blendenzahl des optischen Systems nicht klein zu sein und die
Bildschirmhelligkeit kann daher erhöht werden. In diesem Sinne
kann die optische Einheit oder Vorrichtung auch kompakt sein. Insbesondere benutzt
der rotierende polyedrische Reflektor 7' seine primären reflektierenden Oberflächen und
seine sekundäre,
um Licht zu reflektieren, sodass er kompakter sein kann, und die
Richtung der Aussendung von R-, G- und B-Lichtstrahlen von der sekundären reflektierenden
Oberfläche
kann durch Verändern des
Winkels der sekundären
reflektierenden Oberfläche
gegen die primären
reflektierenden Oberflächen oder
durch eine ähnliche
Methode verändert
werden, was die Designbandbreite erhöht. Die Justierung der R-,
G- und B-Lichtprojektionsstellen auf dem Anzeigegerät 9 ist
ebenfalls nicht länger
erforderlich.
-
6 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
als ein drittes Ausführungsbeispiel.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
benutzt drei kleine dichroitische Spiegel für Farbauftrennung, die parallel
zueinander sind.
-
In 6 stellt
Nummer 1 eine Lampe und 1a einen Reflektor mit
einer ovalen, parabolischen oder asphärischen reflektierenden Oberfläche dar,
die Licht aus der Lampe in einer vorgegebenen Richtung reflektiert; 1b stellt
eine Lichtquelle wie eine Lampe dar. Nummer 2 stellt eine
erste Linsenanordnung dar, die aus mehreren Mikrosammellinsen besteht,
und 3 stellt eine zweite Linsenanordnung dar, die aus mehreren
Mikrosammellinsen besteht und ein Bild von jeder Linse der ersten
Linsenanordnung macht. Nummer 4 bezeichnet einen Polarisationswandler,
der aus einem polarisierenden Strahlenteiler (PBS) und einer Halbwellenverzögerungsplatte
besteht und Licht aus der Lampeneinheit 1 in P- und S-polarisiertes
Licht teilt und das auf eine Weise polarisierte Licht rotiert, um
es mit dem auf die andere Weise polarisiertem Licht identisch zu
machen. Symbole 5a1, 5b1 und 5c1 stellen
dichroitische Spiegel dar, die das polarisierte Licht durch Reflexion
und Durchlassen farblich trennen und werden gemeinsam als Farbtrenneinrichtung
bezeichnet. 5a1 ist ein dichroitischer Spiegel für Rotlichtreflexion,
der rotes Licht reflektiert und blaues und grünes Licht durchlässt, 5b1 ist
ein dichroitischer Spiegel für
Blaulichtreflexion, der blaues Licht reflektiert und grünes Licht
durchlässt,
und 5c1 ist ein dichroitischer Spiegel für Grünlichtreflexion,
der grünes
Licht reflektiert. Die dichroitischen Filme der dichroitischen Spiegel 5a1, 5b1 und 5c1 sind parallel
zueinander und in einer Weise angeordnet, dass Licht sie bei näherungsweise
45° erreicht
und verlässt.
Symbole 6a und 6b stellen Kollimatorlinsen dar,
die von den dichroitischen Spiegeln 5a1, 5b1, 5c1 kommende
R-, G- und B-Lichtstrahlen
parallel richten. Nummer 7 stellt einen rotie renden polyedrischen
Reflektor dar, der dieselbe Struktur wie im ersten Ausführungsbeispiel
(1 und 2A und 2B)
oder im zweiten Ausführungsbeispiel
(4 und 5) hat und mit mehreren reflektierenden Oberflächen (ein
Ring reflektierender Oberflächen 7x)
auf seiner Innenseite zur Reflexion von R-, G- und B-Licht um die Mittelachse rotiert.
Symbole 6c und 6d bezeichnen Kollimatorlinsen,
die vom rotierenden polyedrischen Reflektor 7 kommende
Lichtstrahlen parallel richten. Nummer 8 stellt einen polarisierenden
Strahlenteiler (PBS) dar; 8a einen im PBS 8 eingebauten
Analysefilm 8a, der P- oder S-polarisiertes Licht reflektiert
und das jeweils andere durchlässt.
Nummer 9 bezeichnet ein reflexionsartiges Anzeigegerät (z. B.
ein reflexionsartiges Flüssigkristallfeld),
das R-, G- und B-Lichtstrahlen
gemäß einem
Bildsignal moduliert, um ein Bild zu bilden. Nummer 10 stellt
einen Projektor dar, der vom PBS 8 ausgesendete Lichtstrahlen
auf einen Bildschirm in vergrößerter Form
projiziert. Symbole 11a und llb stellen jeweils
eine Kollimator- und eine Sammellinse dar, die Lichtstrahlen von
der zweiten Linsenanordnung 3 auf das Anzeigegerät 9 fokussieren.
Symbole 13a und 13b stellen polarisierende Platten
dar, die (S- oder P-) polarisiertes Licht durchlassen. Nummer 14 bezeichnet
eine Viertelwellenverzögerungsplatte,
die reflektiertes Licht am Lichtschild des Anzeigegeräts 9 in
P-polarisiertes
Licht wandelt, um zu verhindern, dass Streulicht mit dem auf dem
Bildgerät 9 gebildeten
Bildlicht vermischt wird. Nummer 20 stellt eine Stromversorgungsschaltung
dar; 21 stellt eine Signalverarbeitungsschaltung dar, die
von außen
kommende Bildsignale verarbeitet; und 22 stellt eine Betriebsschaltung
dar, die das Anzeigegerät 9 gemäß Signalen
von der Signalverarbeitungsschaltung 21 betreibt. Nummer 25 stellt
einen Motor dar, der den rotierenden polyedrischen Reflektor 7 dreht.
Nummer 100 stellt eine Bildanzeigevorrichtung dar.
-
Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel
rotiert der rotierende polyedrische Reflektor 7, angetrieben vom
Motor, mit einer vor geschriebenen Geschwindigkeit um die Mittelachse,
und die mehreren reflektierenden Oberflächen des Reflektors 7 reflektieren von
den Kollimatorlinsen 6a und 6b kommende R-, G-
und B-Lichtstrahlen,
während
sie um die Mittelachse rotieren. Die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen
gehen durch die Kollimatorlinsen 6c und 6d, die
Polarisationsplatte 13a, den PBS 8 und die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch,
um auf das Anzeigegerät 9 geworfen
zu werden. Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine Reflexionsebene
der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zur nächsten wechselt, scrollen die
auf das Anzeigegerät 9 geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine
optische Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der Abschnitt
des optischen Systems der vom Polarisationswandler 4 zur
Viertelwellenverzögerungsplatte 14 reicht,
als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige Anzeigegerät 9 dient.
-
Beim
dritten Ausführungsbeispiel
wird Licht (weiß)
aus der Lampe 1b in der Lampeneinheit 1 vom Reflektor 1a reflektiert
und konzentriert und zum Polarisationswandler 14 gesendet.
Im Polarisationswandler 4 wird das weiße Licht vom PBS (nicht gezeigt)
in P- und S-polarisiertes Licht geteilt. Das P-polarisierte Licht
wird von der Halbwellenverzögerungsplatte
(nicht gezeigt) rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und
mit dem bei der Teilung durch den PBS entstehenden S-polarisierten
Licht kombiniert und vom Polarisationswandler 4 ausgesendet zu
werden. Im Gegensatz zum oben erwähnten Fall kann die Halbwellenverzögerungsplatte
im Polarisationswandler 4 das S-polarisierte Licht in P-polarisiertes
Licht wandeln, sodass P-polarisiertes Licht vom Polarisationswandler 4 ausgesendet
wird. Das weiße S-polarisierte
Licht vom Polarisationswandler 4 wird zur ersten Linsenanordnung 2 gesendet,
wo mehrere zwei te Lampenbilder erscheinen; dann werden die mehreren
zweiten Lampenbilder von der zweiten Linsenanordnung 3 gebildet
und das Licht der gebildeten Bilder erreicht die dichroitischen
Spiegel 5a1, 5b1, 5c1 durch eine Kollimatorlinse 11a und
eine Sammellinse 11b zur Farbauftrennung. Zuerst spiegelt
der dichroitische Spiegel 5a1 für Rotlichtreflexion die R-(Rot-)Komponente
des einfallenden weißen S-polarisierten
Lichts, um es vom Restlicht zu trennen; dann reflektiert der dichroitische
Spiegel 5b1 für Blaulichtreflexion
die B-(Blau-)Komponente des einfallenden S-polarisierten Lichts,
um es von der G-(Grün-)Komponente
zu trennen; und schließlich reflektiert
der dichroitische Spiegel 5c1 für Grünlichtreflexion die G-(Grün-) Komponente.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden als farblich getrenntes S-polarisiertes
Licht von den Kollimatorlinsen 6a und 6b gleichgerichtet
und zu einer reflektierenden Oberfläche des rotierenden polyedrischen
Reflektors 7 gesendet.
-
Im
rotierenden polyedrischen Reflektor 7 werden die R-, G-
und B-Lichtstrahlen, während
dieser rotiert, von den reflektierenden Oberflächen auf seiner Innenseite
reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen gehen durch die Kollimatorlinsen 6c und 6d und
die Polarisationsplatte 13a hindurch und treten in den
PBS 8 ein, wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen als S-polarisiertes
Licht vom Analysefilm 8a reflektiert und durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 auf das
reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und B-Lichtstrahlen
entsprechend dem Bildsignal, um das S-polarisierte Licht in P-polarisiertes
Licht zu wandeln und es als reflektiertes Licht auszusenden. Das
ausgesendete Licht geht durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und tritt wieder in den PBS 8 ein. Im PBS 8 werden
die Menge des zur Projektionslinse 10 ausgesendeten Lichts
und die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend
dem Verhältnis zwischen
dem Polarisationszustand des einfallenden P-polarisierten Lichts
und der Polarisationsachse des PBS 8 für Durchlassen und Reflexion
bestimmt. Das vom PBS 8 ausgesendete P-polarisierte Licht tritt durch die Polarisationsplatte 13b als
kombiniertes Licht in den Projektor 10 ein. Das P-polarisierte
Licht, das in den Projektor 10 eingetreten ist, wird auf
einen Bildschirm usw. in vergrößerter Form
projiziert, um ein Bild gemäß dem oben
genannten Bildsignal zu projizieren.
-
Gemäß diesem
dritten Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, hauptsächlich aus
einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7 und einem Anzeigegerät 9 zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
R-, G- und B-Lichtstrahlen einander nicht überschneiden, wenn R-, G- und
B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden
polyedrischen Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen
R-, G- und B-Lichtstellen
einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht,
was Lichtverschwendung ausschließt. Deshalb braucht die Blendenzahl
des optischen Systems nicht klein zu sein, und daher kann die Bildschirmhelligkeit
erhöht
werden. In diesem Sinne kann die optische Einheit oder Vorrichtung
auch kompakt sein. Darüber
hinaus schließt
die Zusammensetzung, bei der die dichroitischen Spiegel 5a1, 5b1, 5c1 als
Farbtrenneinrichtung klein sind und dichroitische Filme, die parallel
zueinander sind, benutzen und Licht mit näherungsweise 45° auf diesen
eintrifft und diese verlässt,
Lichtverschwendung aus und ermöglicht eine
Erhöhung
der Wirksamkeit der Farbauftrennung, womit sich eine Verbesserung
in Kontrast und Farbreinheit ergibt. Ferner ist es einfacher, das
optische System zu entwerfen, da die dichroitischen Filme parallel
zueinander sind. Die Justierung der R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen
auf dem Anzeigegerät 9 ist
ebenfalls nicht länger
erforderlich.
-
7 und 8A bis 8D sind
erklärende
Zeichnungen für
ein viertes Ausführungsbeispiel. 7 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
als viertes Ausführungsbeispiel. 8A und 8B illustrieren
Linsenanordnungen im vierten Ausführungsbeispiel; 8C erklärt, wie
die Linsenanordnungen funktionieren; und 8D illustriert
Linsenbilder, wie sie auf einer reflektierenden Oberfläche des
rotierenden polyedrischen Reflektors 7 reflektiert werden.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
besteht jede Linsenanordnung aus mehreren Sammellinsen, die in einem
horizontal und vertikal versetzten Muster angeordnet sind und, wie
beim dritten Ausführungsbeispiel,
sind kleine dichroitische Spiegel für die Farbauftrennung parallel
zueinander.
-
In 7 stellt
Nummer 1 eine Lampeneinheit dar; 1a einen Reflektor
und 1b eine Lichtquelle oder Lampe. Ein Symbol 2' stellt eine
erste Linsenanordnung mit einer rechteckigen Gesamtform (längere Seite
vertikal) dar, die aus mehreren rechteckigen Mikrosammellinsen 21 besteht,
die in einem sowohl horizontal als auch vertikal versetztem Muster
(längere Seiten
vertikal) angeordnet sind; und 3' stellt eine zweite Linsenanordnung
mit einer rechteckigen Gesamtform (längere Seite vertikal) dar,
die aus mehreren Mikrosammellinsen 31 besteht, die in einem
sowohl horizontal als auch vertikal versetztem Muster angeordnet
sind, und die ein Bild von jeder Linse der ersten Linsenanordnung
bildet. Nummer 4 stellt einen Polarisationswandler dar,
der aus einem PBS und einer Halbwellenverzögerungsplatte besteht und Licht
aus der Lampeneinheit 1 in P- und S-polarisiertes Licht teilt und
das auf eine Weise polarisierte Licht rotiert, um es mit dem auf
die andere Weise polarisiertem Licht identisch zu machen; und 5a1, 5b1 und 5c1 stellen
dichroitische Spiegel dar, die das polarisierte Licht durch Reflexion
und Durchlassen farblich trennen, wobei 5a1 ein dichroitischer
Spiegel für
Rotlichtreflexion ist, der ro tes Licht reflektiert und blaues und
grünes
Licht durchlässt, 5b1 ein
dichroitischer Spiegel für
Blaulichtreflexion ist, der blaues Licht reflektiert und grünes Licht
durchlässt,
und 5c1 ein dichroitischer Spiegel für Grünlichtreflexion ist, der grünes Licht
reflektiert. Die dichroitischen Filme der dichroitischen Spiegel 5a1, 5b1 und 5c1 sind
parallel zueinander und in einer Weise angeordnet, dass Licht mit
näherungsweise
45° auf
ihnen eintrifft und sie verlässt.
Nummer 7 stellt einen rotierenden polyedrischen Reflektor
dar, der dieselbe Struktur wie beim ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel (4 und 5)
aufweist und mit mehreren reflektierenden Oberflächen auf seiner Innenseite
um die Mittelachse rotiert, um R-, G- und B-Licht zu reflektieren.
Symbole 6e und 6f bezeichnen Kollimatorlinsen, die
Lichtstrahlen vom rotierenden polyedrischen Reflektor 7 parallel
richten. Nummer 8 stellt einen polarisierenden Strahlenteiler
(PBS) dar und 8a stellt einen im PBS 8 eingebauten
Analysefilm dar, der P- oder Spolarisiertes Licht reflektiert und
das jeweils andere durchlässt.
Nummer 9 bezeichnet ein reflexionsartiges Anzeigegerät (z. B.
ein reflexionsartiges Flüssigkristallfeld),
das R-, G- und B-Lichtstrahlen gemäß einem
Bildsignal moduliert, um ein Bild zu bilden. Nummer 10 stellt
einen Projektor dar, der vom PBS 8 ausgesendete Lichtstrahlen
in vergrößerter Form
auf einen Bildschirm projiziert. Symbole 11a und 11b stellen
jeweils eine Kollimator- und eine Sammellinse dar, die Lichtstrahlen
von der zweiten Linsenanordnung 3' auf das Anzeigegerät 9 fokussieren.
Nummer 20 bezeichnet eine Stromversorgungsschaltung; 21 stellt
eine Signalverarbeitungsschaltung dar, die von außen kommende
Bildsignale verarbeitet; und 22 stellt eine Betriebsschaltung
dar, die das Anzeigegerät 9 entsprechend
Signalen von der Signalverarbeitungseinheit 21 betreibt.
Nummer 25 stellt einen Motor dar, der den rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 dreht. Nummer 100 stellt eine Bildanzeigevorrichtung
dar.
-
Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel
rotiert der rotierende polyedrische Reflektor 7, angetrieben vom
Motor 25, mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit um
die Mittelachse; und die mehreren reflektierenden Oberflächen des
Reflektors 7 reflektieren von den dichroitischen Spiegeln 5a1, 5b1, 5c1 kommende
R-, G- und B-Lichtstrahlen der Reihe nach, während sie um die Mittelachse
rotieren. Die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen gehen durch die
Kollimatorlinsen 6e und 6f und den PBS 8 hindurch,
um auf das reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen zu werden.
Während
der rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine
Reflexionsebene der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zur
nächsten
wechselt, scrollen die auf das Anzeigegerät 9 geworfenen R-,
G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die verschiedenen obigen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine
optische Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der Abschnitt
des optischen Systems, der vom Polarisationswandler zum PBS 8 reicht,
als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige Anzeigegerät 9 dient.
-
8A und 8B illustrieren
jeweils die erste und die zweite Linsenanordnung 2', 3', wie in 7 gezeigt; 8C erklärt, wie
die erste und die zweite Linsenanordnung 2', 3' funktionieren; und 8D illustriert
die Linsenbilder der zweiten Linsenanordnung 3', wie sie auf
einer reflektierenden Oberfläche
des rotierenden polyedrischen Reflektors 7 reflektiert
werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
hat die erste Linsenanordnung 2' mehrere rechteckige Sammellinsen,
die in einem horizontal versetzten Muster mit ihren längeren Seiten
in der Vertikalen in einer Weise angeordnet sind, dass die Gesamtlinsenanordnung
ein Rechteck mit seinen längeren
Seiten in der Vertikalen ist (8A); und
die zweite Linsenanordnung 3' hat
mehrere rechteckige Sammellinsen, die in einem vertikal versetzten
Muster mit ihren längeren
Seiten in der Horizonta len in einer Weise angeordnet sind, dass
die Gesamtlinsenanordnung wie die erste Linsenanordnung ein Rechteck mit
seinen längeren
Seiten in der Vertikalen ist (8B). Hier
erscheinen mehrere Lampenbilder auf der ersten Linsenanordnung 2'; dann bildet
die zweite Linsenanordnung 3' die
mehreren zweiten Lampenbilder auf den dichroitischen Spiegeln 5a1, 5b1, 5c1 und
in der Nachbarschaft der reflektierenden Oberflächen auf dem rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 (8C). Da die Sammellinsen in
den Linsenanordnungen 2' oder 3' in einem horizontal
bzw. vertikal versetzten Muster mit ihren längeren Seiten in der Vertikalen
bzw. Horizontalen wie oben beschrieben angeordnet sind, steigt das
Verhältnis
des offenen Bereichs der Linsenanordnungen und R-, G- und B-Lichtstellen,
die dieselbe rechteckige Form wie die erste Linsenanordnung 2' haben, erscheinen
auf einer reflektierenden Oberfläche
des rotierenden polyedrischen Reflektors 7 ohne Farbüberlappungen (8D).
Das erhöhte
Verhältnis
des offenen Bereichs der Linsenanordnungen verbessert die Helligkeit
der Bilder, und der Ausschluss von Farbstellenüberlappungen verstärkt den
Bildkontrast. In 8D zeigt die Illustration zur
Linken, wie R-, G- und B-Lichtstellen einander auf einer reflektierenden Oberfläche des
rotierenden polyedrischen Reflektors 7 überlappen, wenn eine herkömmliche
Linsenanordnung benutzt wird.
-
Beim
vierten Ausführungsbeispiel
wird Licht (weiß)
aus der Lampe 1b in der Lampeneinheit 1 vom Reflektor 1a reflektiert
und konzentriert und zum Polarisationswandler 4 ausgesendet.
Im Polarisationswandler 4 wird das weiße Licht vom PBS (nicht gezeigt)
in P- und S-polarisiertes Licht geteilt. Das P-polarisierte Licht
wird von der Halbwellenverzögerungsplatte
(nicht gezeigt) rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und
mit dem bei der Lichtteilung durch den PBS entstehenden S-polarisierten Licht kombiniert
und vom Polarisationswandler 4 ausgesendet zu werden. Das
weiße
S-polarisierte Licht vom Polarisationswandler 4 wird zur
ersten Linsenanordnung 2' ausge sendet,
wo mehrere zweite Lampenbilder erscheinen; dann werden die mehreren zweiten
Lampenbilder von der zweiten Linsenanordnung 3' gebildet, und
das Licht der gebildeten Bilder erreicht durch die Kollimatorlinse 11a und
die Sammellinse 11b die dichroitischen Spiegel 5a1, 5b1, 5c1 für die Farbauftrennung.
Zuerst reflektiert der dichroitische Spiegel 5a1 für Rotlichtreflexion
die R-(Rot-)Komponente des einfallenden weißen S-polarisierten Lichts, um es vom Restlicht
zu trennen; dann reflektiert der dichroitische Spiegel 5b1 für Blaulichtreflexion
die B-(Blau-)Komponente des einfallenden S-polarisierten Lichts,
um es von der G-(Grün-)Komponente
zu trennen; und schließlich reflektiert
der dichroitische Spiegel 5c1 für Grünlichtreflexion die G-(Grün-)Komponente.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen
werden als farblich getrenntes S-polarisiertes Licht zu einer reflektierenden
Oberfläche auf
der Innenseite des rotierenden polyedrischen Reflektors 7 ausgesendet.
Im rotierenden polyedrischen Reflektor 7 werden die R-,
G- und B-Lichtstrahlen, während dieser
rotiert, der Reihe nach von den reflektierenden Oberflächen auf
seiner Innenseite reflektiert. Das reflektierte Licht geht durch
die Kollimatorlinsen 6e und 6f hindurch und tritt
in den PBS 8 ein, wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen vom Analysefilm 8a als
S-polarisiertes Licht reflektiert und auf das reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und
B-Lichtstrahlen entsprechend dem Bildsignal, um das S-polarisierte
Licht in P-polarisiertes
Licht zu wandeln und es als reflektiertes Licht auszusenden. Das
ausgesendete Licht geht durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und tritt wieder in den PBS 8 ein. Im PBS 8 werden
die Menge des zur Projektionslinse 10 ausgesendeten Lichts
und die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend dem
Verhältnis
zwischen dem Polarisationszustand des einfallenden P-polarisierten
Lichts und der Polarisationsachse des PBS 8 für Durchlassen
und Reflexion bestimmt. Das vom PBS 8 ausgesendete P-polarisierte
Licht tritt als kombiniertes Licht in den Projektor 10 ein.
Das P-polarisierte
Licht, das in den Projektor 10 eingetreten ist, wird auf
einen Bildschirm usw. in vergrößerter Form
projiziert, um ein Bild gemäß dem oben
genannten Bildsignal zu projizieren.
-
Gemäß diesem
vierten Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, hauptsächlich aus
einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7 und einem Anzeigegerät 9 zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
R-, G- und B-Lichtstrahlen einander nicht schneiden, wenn R-, G-
und B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden
polyedrischen Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen
R-, G- und B-Lichtstellen
einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht,
was Lichtverschwendung ausschließt. Deshalb braucht die Blendenzahl
des optischen Systems nicht klein zu sein, und daher kann die Bildschirmhelligkeit
erhöht werden.
In diesem Sinne kann die optische Einheit oder Vorrichtung auch
kompakt sein. Darüber
hinaus sind, wie beim dritten Ausführungsbeispiel, die dichroitischen
Spiegel 5a1, 5b1, 5c1 für die Farbauftrennung
klein und benutzen dichroitische Filme, die parallel zueinander
sind und Licht mit näherungsweise
45° empfangen
und aussenden, sodass Lichtverschwendung ausgeschlossen werden kann,
und die Wirksamkeit der Farbauftrennung gesteigert werden kann,
womit sich eine Verbesserung in Kontrast und Farbreinheit ergibt.
Ferner ist es einfacher, das optische System zu entwerfen, da die
dichroitischen Filme parallel zueinander sind. Beim vierten Ausführungsbeispiel
ist das Verhältnis
der offenen Fläche der
Linse gesteigert, wodurch die Bildschirmhelligkeit verbessert wird.
Die Justierung von R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen auf dem
Anzeigegerät 9 ist ebenfalls
nicht länger
erforderlich. Die erste Linsenanordnung 2' weist mehrere in ei nem horizontal
versetzten Muster angeordnete Sammellinsen (8A) auf
und die zweite Linsenanordnung 3' weist mehrere in einem vertikal
versetzten Muster angeordnete Sammellinsen auf (8B).
Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die erste
Linsenanordnung 2' mehrere
in einem vertikal oder sowohl horizontal als auch vertikal versetzten Muster
angeordnete Sammellinsen aufweisen, oder die zweite Linsenanordnung 3' kann mehrere
in einem horizontal oder sowohl horizontal als auch vertikal versetzten
Muster angeordnete Sammellinsen aufweisen.
-
9 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
als ein fünftes
Ausführungsbeispiel.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
benutzt dichroitische Prismenspiegel als Farbtrenneinrichtung.
-
In 9 stellt
Nummer 1 eine Lampeneinheit dar; 1a stellt einen
Reflektor dar; 1b stellt eine Lichtquelle oder Lampe dar.
Nummer 2 stellt eine erste Linsenanordnung dar, und 3 stellt
eine zweite Linsenanordnung dar, die ein Bild jeder Linse der ersten
Linsenanordnung 2 macht. Nummer 4 bezeichnet einen Polarisationswandler,
der aus einem polarisierenden Strahlenteiler (PBS) und einer Halbwellenverzögerungsplatte
besteht, und 5a stellt einen dichroitischen Spiegel für die Farbauftrennung
als ein aus Glas oder einem ähnlichen
Material hergestelltes Prisma dar. Der dichroitische Spiegel 5 besteht
aus drei dichroitischen Filmen mit sandwichartig eingefügtem Glas. Die
drei dichroitischen Filme sind parallel zueinander, und Licht trifft
auf ihnen ein und verlässt
sie mit näherungsweise
45°. Ein
Symbol 11c zeigt eine Kollimatorlinse, die R-, G- und B-Lichtstrahlen
vom dichroitischen Spiegel 5 parallel richtet. Nummer 7 stellt
einen rotierenden polyedrischen Reflektor dar, der dieselbe Struktur
wie im ersten Ausführungsbeispiel (1 und 2A und 2B)
oder im zweiten Ausfüh rungsbeispiel
(4 und 5) aufweist und mit mehreren
reflektierenden Oberflächen
(ein Ring reflektierender Oberflächen 7x)
auf seiner Innenseite um die Mittelachse herum rotiert, um R-, G-
und B-Licht zu reflektieren. Symbole 6e und 6g stellen Kollimatorlinsen
dar, die Lichtstrahlen vom rotierenden polyedrischen Reflektor 7 parallel
richten. Symbol 8a stellt einen im PBS eingebauten Analysefilm dar,
der P- oder S-polarisiertes Licht reflektiert und das jeweils andere
durchlässt.
Nummer 9 bezeichnet ein reflexionsartiges Anzeigegerät, das R-,
G- und B-Lichtstrahlen gemäß einem
Bildsignal moduliert, um ein Bild zu bilden. Nummer 10 bezeichnet
einen Projektor. Symbole 11a und 11b stellen jeweils
eine Kollimator- und eine Sammellinse dar, die Lichtstrahlen von
der zweiten Linsenanordnung 3 auf das Anzeigegerät 9 fokussieren.
Nummer 20 stellt eine Stromversorgungsschaltung dar; 21 stellt
eine Signalverarbeitungsschaltung dar, die von außen kommende
Bildsignale verarbeitet; und 22 stellt eine Betriebsschaltung
dar, die das Anzeigegerät 9 entsprechend
den Signalen von der Signalverarbeitungsschaltung 21 betreibt.
Nummer 25 stellt einen Motor dar, der den rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 dreht. Nummer 100 stellt eine Bildanzeigevorrichtung dar.
-
Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel
rotiert der rotierende polyedrische Reflektor 7, angetrieben vom
Motor 25, mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit um
die Mittelachse, und die mehreren reflektierenden Oberflächen des
Reflektors 7 reflektieren der Reihe nach von der Kollimatorlinse 11c kommende
R-, G- und B-Lichtstrahlen, während
sie um die Mittelachse rotieren. Die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen
gehen durch die Kollimatorlinsen 6e und 6g und
den Analysefilm 8a des PBS 8 hindurch und erreichen
das Anzeigegerät 9.
Während der
rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine Reflexionsebene
der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zur nächsten wechselt, scrollen die
auf das Anzeigegerät 9 geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine optische
Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der Abschnitt des
optischen Systems, der vom Polarisationswandler 4 zum PBS
reicht, als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige Anzeigegerät 9 dient.
-
Beim
fünften
Ausführungsbeispiel
wird Licht (weiß)
aus der Lampe 1b in der Lampeneinheit 1 durch
den Reflektor 1a reflektiert und konzentriert und zum Polarisationswandler 4 ausgesendet.
Im Polarisationswandler 4 wird das weiße Licht in P- und S-polarisiertes
Licht durch den PBS (nicht gezeigt) geteilt. Das P-polarisierte
Licht wird von der Halbwellenverzögerungsplatte (nicht gezeigt)
rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und mit dem bei der Lichtdivision
durch den PBS entstehenden S-polarisierten Licht kombiniert und
zum Polarisationswandler 4 ausgesendet zu werden. Entgegen
dem oben erwähnten
Fall kann die Halbwellenverzögerungsplatte
das S-polarisierte
Licht in P-polarisiertes Licht wandeln, sodass P-polarisiertes Licht vom Polarisationswandler 4 ausgesendet
wird. Das weiße
S-polarisierte Licht vom Polarisationswandler 4 wird zur
ersten Linsenanordnung 2 ausgesendet, wo mehrere zweite
Lampenbilder erscheinen; dann werden die zweiten Lampenbilder von
der zweiten Linsenanordnung 3 gebildet und das Licht der
gebildeten Bilder erreicht den dichroitischen Prismenspiegel 5 zur Farbauftrennung
durch die Kollimatorlinse 11a und die Sammellinse 11b.
Im dichroitischen Spiegel 5 reflektiert zuerst der dichroitische
Film für
Rotlichtreflexion die R-(Rot-)Komponente des einfallenden weißen S-polarisierten
Lichts, um es vom Restlicht zu trennen; dann reflektiert der dichroitische
Film für Blaulichtreflexion
die B-(Blau-)Komponente des einfallenden S-polarisierten Lichts,
um es von der G-(Grün-)Komponente
zu trennen; und schließlich reflektiert
der dichroitische Film für
Grünlichtreflexion die
G-(Grün-) Komponente.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden von der Kollimatorlinse 11c als
farblich aufgetrenntes S-polarisiertes Licht parallel gerichtet
und zu einer reflektierenden Oberfläche auf der Innenseite des
rotierenden polyedrischen Reflektors 7 ausgesendet. Im
rotierenden polyedrischen Reflektor 7 werden die R-, G-
und B-Lichtstrahlen, während
dieser rotiert, der Reihe nach von den reflektierenden Oberflächen auf
seiner Innenseite reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen gehen
durch die Kollimatorlinsen 6e und 6g hindurch
und erreichen den Analysefilm 8a des PBS, wo die R-, G-
und B-Lichtstrahlen vom Analysefilm 8a als S-polarisiertes
Licht reflektiert und auf das reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und
B-Lichtstrahlen entsprechend dem Bildsignal, um das S-polarisierte
Licht in P-polarisiertes Licht zu wandeln und es als reflektiertes
Licht auszusenden. Das ausgesendete Licht geht zurück zum Analysefilm 8a des
PBS. Auf dem Analysefilm 8a werden die Menge des zur Projektionslinse 10 ausgesendeten
Lichts und die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend dem
Verhältnis
zwischen dem Polarisationszustand des einfallenden P-polarisierten
Lichts und der Polarisationsachse des Analysefilms 8a des
PBS für Durchlassen
und Reflexion bestimmt. Das vom PBS-Analysefilm 8a ausgesendete
P-polarisierte Licht tritt als kombiniertes Licht in den Projektor 10 ein,
der es auf einen Bildschirm usw. in vergrößerter Form projiziert, um
ein Bild entsprechend dem oben genannten Bildsignal zu projizieren.
-
Gemäß diesem
fünften
Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, hauptsächlich aus
einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7 und einem Anzeigegerät 9 zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
R-, G- und B-Lichtstrahlen einander nicht überschneiden, wenn R-, G- und
B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden
polyedrischen Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen
R-, G- und B-Lichtstellen
einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht,
was Lichtverschwendung ausschließt.
-
Deshalb
braucht die Blendenzahl des optischen Systems nicht klein zu sein,
und daher kann die Bildschirmhelligkeit erhöht werden. In diesem Sinne
kann die optische Einheit oder Vorrichtung kompakter sein. Da der
dichroitische Spiegel Glas oder ein ähnliches Material zwischen
den dichroitischen Filmen aufweist, kann der Abstand zwischen den
dichroitischen Filmen optisch verkürzt werden, auch wenn dieser
weit genug gewählt
werden muss, um die Vermischung von reflektierten Lichtfarben zu verhindern.
Daher können
R-, G- und B-Lichtstellen auf den reflektierenden Oberflächen des
rotierenden polyedrischen Reflektors klein genug sein, um die Gleichmäßigkeit
der Bedingungen für
reflektiertes Licht für
R-, G- und B-Lichtstrahlen zu gewährleisten. Ferner sind die
dichroitischen Filme des dichroitischen Spiegels 5 klein
und parallel zueinander und empfangen und senden Licht mit näherungsweise 45° aus, sodass
Lichtverschwendung ausgeschlossen werden kann, und die Wirksamkeit
der Farbauftrennung erhöht
werden kann, womit sich Verbesserungen in Kontrast und Farbreinheit
ergeben. Außerdem
ist es einfach, den dichroitischen Spiegel herzustellen. Die Justierung
von R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen auf dem Anzeigegerät 9 ist
ebenfalls nicht länger
erforderlich.
-
10 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
als ein sechstes Ausführungsbeispiel.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird von einer zweiten Linsenanordnung ausgesendetes Licht zu dichroitischen
Spiegeln als Farbtrenneinrichtung geführt, ohne durch die Kollimator-
oder Sammellinsen zu laufen, um den Lichtweg in der optischen Einheit
zu verkürzen.
-
In 10 stellt
Nummer 1 eine Lampeneinheit dar; 1a bezeichnet
einen Reflektor, der Licht aus einer Lampe in einer vorgegebenen
Richtung reflektiert; und 1b ist eine Lampe. Nummer 2 stellt
eine erste Linsenanordnung dar, und 3 stellt eine zweite
Linsenanordnung dar, die ein Bild von jeder Linse der ersten Linsenanordnung 2 macht.
Nummer 4 bezeichnet einen Polarisationswandler, der Licht
von der Lampeneinheit 1 in P- und S-polarisiertes Licht teilt und das auf
eine Weise polarisierte Licht rotiert, um es identisch mit dem auf
die andere Weise polarisierten Licht zu machen. Symbole 5a, 5b und 5c stellen
dichroitische Spiegel dar, die das polarisierte Licht durch Reflexion
und Durchlassen farblich auftrennen. Die dichroitischen Spiegel 5a, 5b, 5c sind
so angeordnet, dass ihre dichroitischen Filme parallel zueinander
sind und Lichtstrahlen auf jedem dieser Filme mit näherungsweise
45° eintreffen
und diese verlassen. Symbole 6a und 6b zeigen
Kollimatorlinsen, die R-, G- und B-Lichtstrahlen von den dichroitischen
Spiegeln 5a, 5b, 5c parallel richten.
Nummer 7 stellt einen rotierenden polyedrischen Reflektor
dar, der dieselbe Struktur wie im ersten Ausführungsbeispiel (1 und 2A und 2B)
oder im zweiten Ausführungsbeispiel
(4 und 5) aufweist und mit mehreren
reflektierenden Oberflächen
(ein Ring von reflektierenden Oberflächen 7x) auf seiner Innenseite
um die Mittelachse herum rotiert, um R-, G- und B-Licht zu reflektieren.
Symbol 6d stellt eine Kollimatorlinse dar, die Lichtstrahlen
vom rotierenden polyedrischen Reflektor 7 parallel richtet.
Nummer 8 stellt einen polarisierenden Strahlenteiler (PBS)
dar und 8a stellt einen im PBS 8 eingebauten Analysefilm dar,
der P- oder S-polarisiertes Licht reflektiert und das jeweils andere
durchlässt.
Nummer 9 stellt ein reflexionsartiges Anzeigegerät (z. B.
ein reflexionsartiges Flüssigkristallfeld)
dar, das R-, G- und B-Lichtstrahlen gemäß einem Bildsignal moduliert,
um ein Bild zu bilden. Nummer 10 bezeichnet einen Projektor,
der Licht vom PBS 8 in vergrößerter Form auf einen Bildschirm
projiziert. Symbole 13a und 13b stellen Polarisationsplatten
dar, die (S- oder P-) polarisiertes Licht durchlassen. Nummer 14 bezeichnet eine
Viertelwellenverzögerungsplatte,
die reflektiertes Licht am Lichtschild des Anzeigegeräts 9 in
P-polarisiertes
Licht wandelt, um zu verhindern, dass Streulicht mit dem auf dem
Anzeigegerät 9 gebildeten
Bildlicht vermischt wird. Nummer 20 stellt eine Stromversorgungsschaltung
dar; 21 stellt eine Signalverarbeitungsschaltung dar, die
von außen
kommende Bildsignale verarbeitet; und 22 stellt eine Betriebsschaltung
dar, die das Anzeigegerät 9 entsprechend
den Signalen von der Signalverarbeitungsschaltung 21 betreibt.
Nummer 25 stellt einen Motor dar, der den rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 dreht. Nummer 100 stellt eine Bildanzeigevorrichtung dar.
-
Wie
bei den oben genannten anderen Ausführungsbeispielen rotiert der
rotierende polyedrische Reflektor 7, angetrieben vom Motor 25,
mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit um die Mittelachse herum,
und die mehreren reflektierenden Oberflächen des Reflektors 7 reflektieren
der Reihe nach von den Kollimatorlinsen 6a und 6b kommende R-,
G- und B-Lichtstrahlen, während
sie um die Mittelachse rotieren. Die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen
gehen durch die Kollimatorlinse 6d, die Polarisationsplatte 13a,
den PBS 8 und die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und erreichen das reflexionsartige Anzeigegerät 9. Während der
rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine Reflexionsebene
der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zur nächsten wechselt, scrollen die
auf das Anzeigegerät 9 geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthaltende optische System bildet eine
optische Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der Ab schnitt
des optischen Systems, der vom Polarisationswandler 4 bis
zur Viertelwellenverzögerungsplatte 14 reicht,
als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige Anzeigegerät 9 dient.
-
Beim
sechsten Ausführungsbeispiel
wird das Licht (weiß)
aus der Lampe 1b in der Lampeneinheit 1 vom Reflektor 1a reflektiert
und konzentriert und zum Polarisationswandler 14 ausgesendet.
Im Polarisationswandler 4 wird das weiße Licht vom PBS (nicht gezeigt)
in P- und S-polarisiertes Licht geteilt. Das P-polarisierte Licht
wird von der Halbwellenverzögerungsplatte
(nicht gezeigt) rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und
mit dem bei der Lichtteilung durch den PBS entstehenden S-polarisierten Licht
kombiniert und zum Polarisationswandler 4 ausgesendet zu
werden. Entgegen dem oben erwähnten
Fall kann die Halbwellenverzögerungsplatte das
S-polarisierte Licht in P-polarisiertes Licht wandeln, sodass P-polarisiertes
Licht vom Polarisationswandler 4 ausgesendet wird. Das
weiße
S-polarisierte Licht vom Polarisationswandler 4 wird zur
ersten Linsenanordnung 2 ausgesendet, wo mehrere zweite Lampenbilder
erscheinen; dann werden die mehreren zweiten Lampenbilder von der
zweiten Linsenanordnung 3 gebildet und das Licht der gebildeten
Bilder erreicht die dichroitischen Spiegel 5a, 5b, 5c für die Farbauftrennung.
Zuerst reflektiert der dichroitische Spiegel 5a für Rotlichtreflexion
die R-(Rot-)Komponente des einfallenden weißen S-polarisierten Lichts,
um es vom Restlicht zu trennen; dann reflektiert der dichroitische
Spiegel 5b für
Blaulichtreflexion die B-(Blau-)Komponente des einfallenden S-polarisierten
Lichts, um es von der G-(Grün-)Komponente
zu trennen; und schließlich reflektiert
der dichroitische Spiegel 5c für Grünlichtreflexion die G-(Grün-)Komponente.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen werden von den Kollimatorlinsen 6a und 6b als
farblich aufgetrenntes S-polarisiertes Licht parallel gerichtet
und zu einer reflektierenden Oberfläche des rotierenden polyedrischen
Reflektors 7 ausgesendet. Im rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 werden die R-, G- und B-Lichtstrahlen, während dieser rotiert, von den
acht auf seiner Innenseite vorgesehenen reflektierenden Oberflächen reflektiert. Die
reflektierten Lichtstrahlen gehen durch die Kollimatorlinse 6d und
die Polarisationsplatte 13a hindurch und treten in den
PBS 8 ein, wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen vom Analysefilm 8a als
S-polarisiertes Licht reflektiert und durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 auf
das reflexionsartige Anzeigegerät 9 geworfen
werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem Bildsignal
betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und B-Lichtstrahlen entsprechend
dem Bildsignal, um das S-polarisierte Licht in P-polarisiertes Licht
zu wandeln und es als reflektiertes Licht auszusenden. Das ausgesendete
Licht geht durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und tritt wieder in den PBS 8 ein. Im PBS 8 werden
die Menge des zur Projektionslinse 10 ausgesendeten Lichts und
die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend
dem Verhältnis
zwischen dem Polarisationszustand des einfallenden P-polarisierten
Lichts und der Polarisationsachse des PBS 8 für Durchlassen
und Reflexion bestimmt. Das vom PBS 8 ausgesendete P-polarisierte
Licht tritt durch die Polarisationsplatte 13b in den Projektor 10 als
kombiniertes Licht ein. Das P-polarisierte Licht, das in den Projektor 10 eingetreten
ist, wird auf einen Bildschirm usw. in vergrößerter Form projiziert, um
ein Bild gemäß dem oben
genannten Bildsignal zu projizieren.
-
Gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung, wie in den oben genannten anderen Ausführungsbeispielen,
hauptsächlich
aus einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7 und einem
Anzeigegerät 9 zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da die reflektierten
R-, G- und B-Lichtstrahlen
einander nicht überschneiden,
wenn die R-, G- und B-Lichtstrahlen auf derselben reflektierenden
Oberflä che
im rotierenden polyedrischen Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen
R-, G- und B-Lichtstellen einander nicht auf dem Anzeigegerät 9,
was Lichtverschwendung ausschließt. Deshalb braucht die Blendenzahl des
optischen Systems nicht klein zu sein, und daher kann die Bildschirmhelligkeit
erhöht
werden. In diesem Sinne kann die optische Einheit oder Vorrichtung kompakt
sein. Darüber
hinaus weisen die dichroitischen Spiegel 5a, 5b, 5c für die Farbauftrennung
dichroitische Filme auf, die parallel zueinander sind und Licht
mit näherungsweise
45° empfangen
und aussenden, sodass die Wirksamkeit der Farbauftrennung erhöht werden
kann, womit sich Verbesserungen in Kontrast und Farbreinheit ergeben.
Ferner ist es einfacher, das optische System zu entwerfen. Da keine
Kollimatorlinse oder Sammellinse zwischen der zweiten Linsenanordnung 3 und
dem dichroitischen Spiegel 5a liegt und der Lichtweg kürzer ist,
ist es möglich,
eine kompaktere optische Einheit oder Vorrichtung zu realisieren,
Lichtverlust zu vermindern und die Bildschirmhelligkeit zu erhöhen. Die
Justierung von R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen
auf dem Anzeigegerät 9 ist
ebenfalls nicht länger
erforderlich.
-
11 zeigt
die beispielhafte Struktur einer projektionsartigen Bildanzeigevorrichtung
als ein siebtes Ausführungsbeispiel.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
weist das optische Beleuchtungssystem eine integrierte Lichtröhre vor
und nach einem Polarisationswandler anstelle von Linsenanordnungen
auf.
-
In 11 stellt
Nummer 1 eine Lampeneinheit dar und 1a bezeichnet
einen Reflektor mit einer ovalen reflektierenden Oberfläche, der
Licht aus der Lampe in einer lichtbündelnden Richtung reflektiert, und 1a stellt
eine Lichtquelle wie eine Lampe dar. Nummer 15 bezeichnet
eine erste Lichtröhre,
durch die sich eintreffendes Licht fortbewegt, während es reflektiert wird.
Nummer 4 stellt einen Polarisationswandler dar.
-
Nummer 16 bezeichnet
eine zweite Lichtröhre
mit einer fast zweimal so großen
Querschnittsfläche
wie der der ersten Lichtröhre 15,
durch die sich eintreffendes Licht fortbewegt, während es reflektiert wird.
Obwohl die Röhren
als gerade Röhren
gezeigt werden, werden die Fachleute erkennen, dass diese gekrümmt oder
als flexible Lichtleitfasern ausgeführt sein können. Symbole 5a, 5b und 5c stellen
dichroitische Spiegel dar, die das polarisierte Licht durch Reflexion
und Durchlassen farblich auftrennen, wobei 5a für einen
dichroitischen Spiegel für
Rotlichtreflexion steht, der rotes Licht reflektiert und blaues
und grünes
Licht durchlässt, 5b bezeichnet
einen dichroitischen Spiegel für
Blaulichtreflexion, der blaues Licht reflektiert und grünes Licht
durchlässt,
und 5c stellt einen dichroitischen Spiegel für Grünlichtreflexion dar, der grünes Licht
reflektiert. Die dichroitischen Filme auf den dichroitischen Spiegeln 5a, 5b1 und 5c sind
nicht parallel zueinander und sind in einer Weise angeordnet, dass
Licht mit näherungsweise
45° auf jeden
der Filme auftrifft und ihn verlässt.
Symbole 6a und 6b stellen Kollimatorlinsen dar,
die von den dichroitischen Spiegeln 5a, 5b, 5c kommende
R-, G- und B-Lichtstrahlen
parallel richten. Nummer 7 stellt einen rotierenden polyedrischen
Reflektor dar, der dieselbe Struktur aufweist wie die im ersten
Ausführungsbeispiel
(1 und 2A und 2B)
oder wie im zweiten Ausführungsbeispiel
(4 und 5) und mit mehreren reflektierenden
Oberflächen
(ein Ring reflektierender Oberflächen 7x)
auf seiner Innenseite um die Mittelachse rotiert, um R-, G- und
B-Licht zu reflektieren. Symbole 6c, 6d und 6e stellen
Kollimatorlinsen dar, die Lichtstrahlen vom rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 parallel richten. Nummer 8 stellt
einen polarisierenden Strahlenteiler (PBS) dar und 8a einen
im PBS 8 eingebauten Analysefilm, der P- oder S-polarisiertes
Licht reflektiert und das jeweils andere durchlässt. Nummer 9 stellt
ein reflexionsartiges Anzeigegerät
dar, das eintreffende R-, G- und B-Lichtstrahlen gemäß einem Bildsignal
moduliert, um ein Bild zu bil den. Nummer 10 stellt einen
Projektor dar, der vom PBS 8 ausgesendete Lichtstrahlen
in vergrößerter Form
auf einen Bildschirm projiziert. Symbole 13a und 13b stellen Polarisationsplatten
dar, die (S- oder P-) polarisiertes Licht durchlassen. Symbole 11a und 11b stellen
eine Kollimatorlinse bzw. eine Sammellinse dar, die Lichtstrahlen
aus der zweiten Lichtröhre 16 auf
das Anzeigegerät 9 fokussieren.
Nummer 14 bezeichnet eine Viertelwellenverzögerungsplatte,
die reflektiertes Licht am Lichtschild des Anzeigegeräts 9 in
P-polarisiertes Licht wandelt, um zu verhindern, dass Streulicht
mit dem auf dem Anzeigegerät 9 gebildeten
Bildlicht vermischt wird. Nummer 20 stellt eine Stromversorgungsschaltung
dar; 21 bezeichnet eine Signalverarbeitungsschaltung, die
von außen
kommende Bildsignale verarbeitet; und 22 bezeichnet eine
Betriebsschaltung, die das Anzeigegerät 9 entsprechend Signalen
von der Signalverarbeitungsschaltung 21 betreibt. Nummer 25 stellt
einen Motor dar, der den rotierenden polyedrischen Reflektor 7 dreht. Nummer
100 stellt eine Bildanzeigevorrichtung dar.
-
Wie
beim ersten Ausführungsbeispiel
rotiert der rotierende polyedrische Reflektor 7, angetrieben vom
Motor, mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit um die Mittelachse,
und die mehreren reflektierenden Oberflächen des Reflektors 7 reflektieren von
den Kollimatorlinsen 6a und 6b kommende R-, G-
und B-Lichtstrahlen,
während
sie um die Mittelachse rotieren. Die reflektierten R-, G- und B-Lichtstrahlen
gehen durch die Kollimatorlinsen 6c und 6d, die
Polarisationsplatte 13a, den PBS 8 und die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und erreichen das reflexionsartige Anzeigegerät 9. Während der
rotierende polyedrische Reflektor 7 rotiert und seine Reflexionsebene
der Reihe nach von einer reflektierenden Oberfläche zur nächsten wechselt, scrollen die
auf das Anzeigegerät 9 geworfenen
R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Gerät 9 in einer vorgeschriebenen
Richtung. Das die obigen verschiedenen Komponenten von der Lampeneinheit 1 bis
zum Projektor 10 enthalten de optische System bildet eine optische
Einheit in einer Bildanzeigevorrichtung, wobei der Abschnitt des
optischen Systems, der von der ersten Lichtröhre 15 zur Viertelwellenverzögerungsplatte 14 reicht,
als ein optisches Beleuchtungssystem für das reflexionsartige Anzeigegerät 9 dient.
-
Beim
siebten Ausführungsbeispiel
wird (weißes) Licht aus der Lampe 1b in der Lampeneinheit 1 vom
Reflektor 1a reflektiert und konzentriert und zur ersten
Lichtröhre 15 verschickt.
Das Licht bewegt sich durch die erste Lichtröhre 15 durch, während es reflektiert
wird, und erreicht den Polarisationswandler 4. Im Polarisationswandler 4 wird
das weiße
Licht vom PBS (nicht gezeigt) in P- und S-polarisiertes Licht aufgeteilt.
Das P-polarisierte
Licht wird von der Viertelwellenverzögerungsplatte (nicht gezeigt)
rotiert, um in S-polarisiertes Licht gewandelt und mit bei der Teilung
des Lichts durch den PBS entstehendem S-polarisierten Licht kombiniert
und vom Polarisationswandler 4 ausgesendet zu werden. Das
S-polarisierte Licht verlässt
den Polarisationswandler 4 mit einer in einer Richtung
fast zweimal so großen
Strahlenbreite wie der ungewandelten Strahlenbreite in der ersten
Lichtröhre 15.
Das weiße
S-polarisierte Licht
vom Polarisationswandler 4 tritt in die zweite Lichtröhre 16 ein
und bewegt sich durch diese fort, während es reflektiert wird,
und verlässt
den Röhrenausgang.
Die Breite und die Querschnittsfläche des Lichtleiters innerhalb
der zweiten Lichtröhre 16 sind fast
zweimal so groß wie
die des Lichtleiters innerhalb der ersten Lichtröhre 15, um zu dem
aus dem Polarisationswandler 4 kommenden Strahl zu passen.
Das aus der zweiten Lichtröhre 16 ausgesendete
Licht geht durch die Kollimatorlinse 11a und die Sammellinse 11b hindurch
und erreicht die dichroitischen Spiegel 5a, 5b, 5c für die Farbauftrennung. Zuerst
reflektiert der dichroitische Spiegel 5a für Rotlichtreflexion
die R-(Rot-)Komponente des einfallenden weißen S-polarisierten Lichts,
um es vom Restlicht zu trennen; dann reflektiert der dichroitische Spiegel 5b für Blaulichtreflexion
die B-(Blau-)Komponente des einfallenden S-polarisierten Lichts, um es von der
G-(Grün-)Komponente
zu trennen; und schließlich
reflektiert der dichroitische Spiegel 5c für Grünlichtreflexion
die G-(Grün-)Komponente.
Die R-, G- und B-Lichtstrahlen
werden von den Kollimatorlinsen 6a und 6b als
farblich aufgetrenntes S-polarisiertes Licht parallel gerichtet
und zu einer reflektierenden Oberfläche des rotierenden polyedrischen
Reflektors 7 geschickt. Im rotierenden polyedrischen Reflektor
werden die R-, G- und B-Lichtstrahlen, während dieser rotiert, von den
reflektierenden Oberflächen
auf seiner Innenseite reflektiert. Die reflektierten Lichtstrahlen
gehen durch die Kollimatorlinsen 6c, 6d, 6e und
die Polarisationsplatte 13a hindurch und treten in den
PBS 8 ein, wo die R-, G- und B-Lichtstrahlen als S-polarisiertes
Licht vom Analysefilm 8a reflektiert werden und auf das
reflexionsartige Anzeigegerät 9 durch
die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
geworfen werden. Das reflexionsartige Anzeigegerät 9, das von der Betriebsschaltung
gemäß einem
Bildsignal betrieben wird, moduliert die eintreffenden R-, G- und
B-Lichtstrahlen
entsprechend dem Bildsignal, um das S-polarisierte Licht in P-polarisiertes
Licht zu wandeln und es als reflektiertes Licht auszusenden. Das
ausgesendete Licht geht durch die Viertelwellenverzögerungsplatte 14 hindurch
und tritt wieder in den PBS 8 ein. Im PBS 8 werden
die Menge des zur Projektionslinse 10 ausgesendeten Lichts
und die Menge des zur Lampenseite ausgesendeten Lichts entsprechend dem
Verhältnis
zwischen dem Polarisationszustand des einfallenden P-polarisierten Lichts
und der Polarisationsachse des PBS 8 für Durchlassen und Reflexion
bestimmt. Das vom PBS 8 ausgesendete P-polarisierte Licht
tritt als kombiniertes Licht in den Projektor 10 ein. Das
P-polarisierte Licht, das in den Projektor 10 eingetreten
ist, wird auf einen Bildschirm usw, in vergrößerter Form projiziert, um
ein Bild gemäß dem oben
genannten Bildsignal zu projizieren.
-
Gemäß diesem
siebten Ausführungsbeispiel setzt
sich die Vorrichtung, wie in den ersten bis sechsten Ausführungsbeispielen,
hauptsächlich
aus einem rotierenden polyedrischen Reflektor 7 und einem
Anzeigegerät 9 zusammen,
sodass eine einfache, kompakte, wenig kostende optische Einheit
oder Bildanzeigevorrichtung realisiert werden kann. Da reflektierte
R-, G- und B-Lichtstrahlen
einander nicht überschneiden,
wenn R-, G- und B-Lichtstrahlen
auf derselben reflektierenden Oberfläche im rotierenden polyedrischen
Reflektor 7 reflektiert werden, überlappen R-, G- und B-Lichtstellen
einander auf dem Anzeigegerät 9 nicht,
was Lichtverschwendung ausschließt. Deshalb braucht die Blendenzahl
des optischen Systems nicht klein zu sein, und daher kann die Bildschirmhelligkeit
erhöht
werden. In diesem Sinne kann die optische Einheit oder Vorrichtung kompakt
sein. Darüber
hinaus trifft Licht auf den dichroitischen Spiegeln 5a, 5b, 5c für Farbauftrennung mit
näherungsweise
45° auf
und verlässt
diese, sodass die Wirksamkeit der Farbauftrennung erhöht werden
kann, womit sich Verbesserungen in Kontrast und Farbreinheit ergeben.
Besonders beim siebten Ausführungsbeispiel
wird der Strahl aus der ersten Lichtröhre 15 in einer Richtung
so erweitert, dass der Strahl fast zweimal so breit ist, wenn er
die zweite Lichtröhre 16 verlässt; deshalb
ist es einfach, streifenförmige
Farblichtstellen auf dem Anzeigegerät 9 zu erzeugen. Da
die Öffnung
der ersten Lichtröhre 15 in
Form und Größe so ausgelegt
werden kann, dass sie zum Querschnitt des eintreffenden Strahls
passt, können
außerdem
Lichtverlust minimiert und die Bildschirmhelligkeit erhöht werden.
Die Justierung der R-, G- und B-Lichtprojektionsstellen auf dem
Anzeigegerät 9 ist
ebenfalls nicht länger
erforderlich.
-
Bei
den obigen Ausführungsbeispielen
sind die mehreren reflektierenden Oberflächen des rotierenden polyedrischen
Reflektors, die wie ein Ring um die Mittelachse angeordnet sind,
flache und gerade Ebenen. Darauf ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht
beschränkt.
Alternativ können
die reflektierenden Oberflächen
wie in 12A und 12B gezeigt
gekrümmt
sein. 12A zeigt einen beispielhaften
Reflektor mit acht gekrümmten
reflektierenden Oberflächen 7''x um die Mittelachse; und 12B zeigt einen beispielhaften Reflektor mit acht
gekrümmten
reflektierenden Oberflächen 7'''x um
die Mittelachse als primären
reflektierenden Oberflächen.
Da die reflektierenden Oberflächen
gekrümmt sind,
ist es in diesen Fällen
möglich,
die Scrollgeschwindigkeit von R-, G- und B-Lichtstrahlen auf dem Anzeigegerät zu steuern,
zum Beispiel um sie fast konstant zu machen. Die Anzahl reflektierender Oberflächen ist
nicht auf 8 beschränkt.
Wenn wie beim zweiten Ausführungsbeispiel
eine sekundäre reflektierende
Oberfläche
vorgesehen ist, braucht diese nicht senkrecht zur Mittelachse zu
sein; die Anzahl sekundärer
reflektierender Oberflächen
ist nicht auf 1 beschränkt.
Es ist ebenfalls möglich,
dass Licht im rotierenden polyedrischen Reflektor dreimal oder öfter reflektiert
wird. Auch die Anzahl von Anzeigegeräten ist nicht auf 1 beschränkt, auch
wenn die obigen Ausführungsbeispiele
ein Anzeigegerät
benutzen. Ein durchlassartiges Anzeigegerät kann anstelle des reflexionsartigen
Anzeigegeräts
benutzt werden. Das Anzeigegerät
kann ein anderes reflexionsartiges Anzeigegerät als ein Flüssigkristallfeld
sein, zum Beispiel ein Gerät,
das kleine Spiegel benutzt. Anstelle des PBS 8 kann ein
Totalreflexionsprisma benutzt werden. Die Farben des von den Farbauftrennungsspiegeln
reflektierten Lichts sind nicht auf drei Farben (R, G, B) beschränkt.
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Daher
hindert eine optische Einheit oder Bildanzeigevorrichtung R-, G-
und B-Lichtstellen daran, einander auf einem Anzeigegerät zu überlappen,
und schließt
Lichtverschwendung aus, wodurch der Nutzungsgrad des Lichts und
die Bildschirmhelligkeit verbessert werden. Die Positionsjustierung
von R-, G- und B-Lichtstellen auf dem Anzeigegerät ist nicht länger erforderlich,
und die Vorrichtung kann kompakter und weniger kostenaufwendig sein.
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Während im
Vorhergehenden beschrieben wurde, was als bester Modus und/oder
andere bevorzugte Ausführungsbeispiele
angesehen wird, ist es ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen
daran vorgenommen werden können
und dass die hierin offenbarte Erfindung oder Erfindungen in verschiedenen
Arten und Ausführungsbeispielen
ausgeführt werden
können,
und dass sie auf zahlreiche Anwendungen angewendet werden können, von
denen nur einige hierin beschrieben wurden. Es wird beabsichtigt,
alle und jegliche Modifikationen und Variationen zu beanspruchen,
die unter den durch die beigefügten
Ansprüche
definierten wahren Umfang der erfinderischen Konzepte fallen.