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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zum Anzeigen von
Informationen und insbesondere reflektierende Projektionssysteme.
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Optische
Abbildungssysteme enthalten in der Regel eine lichtdurchlässige oder
eine reflektierende Abbildungsvorrichtung, die auch als ein Lichtventil
oder eine Lichtventilanordnung bezeichnet wird, die ein Bild auf
einen Lichtstrahl aufprägt.
Lichtdurchlässige
Lichtventile sind in der Regel durchscheinend und lassen Licht durch.
Reflektierende Lichtventile hingegen reflektieren nur ausgewählte Anteile
des Eingangsstrahls, um ein Bild zu bilden. Reflektierende Lichtventile
bieten wichtige Vorteile, da Steuerungsschaltungen hinter der reflektierenden
Fläche
angeordnet werden können
und eine fortgeschrittenere Integrierte-Schaltkreis-Technologie verfügbar wird,
wenn die Substratmaterialien nicht durch ihre Lichtundurchlässigkeit
eingeschränkt
sind. Neue potenziell kostengünstige
und kompakte Flüssigkristallanzeige(LCD)-Projektorkonfigurationen
können
durch die Verwendung von reflektierenden Flüssigkristall-Mikroanzeigen
als die Abbildungsvorrichtung ermöglicht werden.
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Viele
reflektierende LCD-Abbildungsvorrichtungen drehen die Polarisation
von einfallendem Licht. Oder anders ausgedrückt: Polarisiertes Licht wird
entweder durch die Abbildungsvorrichtung reflektiert, während sein
Polarisationszustand für
den dunkelsten Zustand im Wesentlichen unmodifiziert bleibt, oder
während ein
Grad an Polarisationsdrehung bewirkt wird, um eine gewünschte Grauskala
zu erreichen. Eine 90°-Drehung
ergibt den hellsten Zustand in diesen Systemen. Dementsprechend
wird allgemein ein polarisierter Lichtstrahl als der Eingangsstrahl
für reflektierende LCD-Abbildungsvorrichtungen
verwendet. Eine zweckmäßige kompakte
Anordnung enthält
einen gefalteten Lichtpfad zwischen einem Polarisationsstrahlteiler
(PBS) und der Abbildungsvorrichtung, wobei der Beleuchtungsstrahl
und das projizierte Bild, das von der Abbildungsvorrichtung reflektiert
wird, denselben physikalischen Raum zwischen dem PBS und der Abbildungsvorrichtung nutzen.
Der PBS trennt das ankommende Licht von dem polarisationsgedrehten
Bildlicht. Es kann eine einzelne Abbildungsvorrichtung zum Bilden
eines monochromatischen Bildes oder eines Farbbildes verwendet werden.
In der Regel werden mehrere Abbildungsvorrichtungen zum Bilden eines
Farbbildes verwendet, wobei das Beleuchtungslicht in mehrere Strahlen
von unterschiedlicher Farbe geteilt wird. Ein Bild wird individuell
auf jeden der Strahlen aufgeprägt,
die dann zu einem vollen Farbbild rekombiniert werden.
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Es
ist zweckmäßig, so
viel wie möglich
von dem Licht zu verwenden, das durch die Lichtquelle erzeugt wird.
Wenn die Lichtquelle Licht über
einen weiten Winkel erzeugt, wie zum Beispiel eine Lichtbogenlampe,
so kann unter Verwendung einer Optik mit niedriger Öffnungszahl
mehr Licht durch das Abbildungsvorrichtungssystem durchgelassen
werden. Ein Problem, das als "Polarisationskaskade" bezeichnet wird
und bei einem herkömmlichen
PBS auftritt, erlegt der Beleuchtungsoptik von herkömmlichen
optischen Abbildungssystemen eine Untergrenze für die Öffnungszahl auf. Ein herkömmlicher
PBS, der in einem Projektorsystem verwendet wird und mitunter als
ein MacNeille-Polarisator bezeichnet wird, verwendet einen Stapel
von anorganischen dielektrischen Filmen, die im Brewsterschen Winkel
angeordnet sind. Licht mit einer s-Polarisation wird reflektiert,
während
Licht im p-Polarisationszustand
durch den Polarisator durchgelassen wird. Jedoch ist ein Weitwinkelverhalten
unter Verwendung dieser Polarisatoren schwer zu erreichen, da die
Bedingung des Brewsterschen Winkels für ein Paar Materialien nur
bei einem einzigen Einfallswinkel erfüllt ist. Da der Einfallswinkel vom
Brewsterschen Winkel abweicht, entsteht ein spektral ungleichförmiges Leck.
Dieses Leck wird insbesondere in dem Maße dramatischer, wie der Einfallswinkel
auf den Filmstapel normaler als der Brewsterschen Winkel wird. Des
Weiteren gibt es Kontrastnachteile für einen Projektor mit gefaltetem
Lichtpfad, bei dem p- und s-Polarisation
verwendet wird.
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Da
Licht in einem Projektionssystem allgemein als ein Kegel projiziert
wird, treffen die meisten der Lichtstrahlen nicht perfekt im Brewsterschen
Winkel auf den Polarisator auf, was eine Depolarisation des Lichtstrahls
zur Folge hat. Der Betrag der Depolarisation nimmt in dem Maße zu, wie
die Systemöffnungszahl
kleiner wird, und wird in anschließenden Reflexionen von farbselektiven
Filmen verstärkt,
wie man es zum Beispiel in einem Farbtrennungsprisma vorfinden könnte. Es
liegt auf der Hand, dass das Problem der Depolarisationskaskade
effektiv die Öffnungszahl
des Projektionssystems begrenzt, wodurch die Lichtdurchsatzeffizienz
begrenzt wird.
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JP 07-294918 A offenbart
eine Projektionsanzeigevorrichtung, die darauf abzielt, das Auftreten
von Astigmatismus eines projizierten Bildes zu verhindern und die
Produktivität
zu verbessern. Die Vorrichtung weist ein Polarisationsprisma auf,
das eine Planplatte mit einem Polarisationsfilm enthält, die
auf einer diagonalen Linie einer Umfassung angeordnet ist, die als
ein rechteckiges Parallelepiped ausgebildet ist. Die Umfassung ist
mit Flüssigkeit
gefüllt,
deren Brechungsindex ungefähr
gleich dem Brechungsindex von transparenten Platten ist, die mit
einem Klebstoff an gegenüberliegenden
Außenseiten
der Umfassung angeklebt sind.
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Es
besteht nach wie vor Bedarf an einem optischen Abbildungssystem,
das lichtstarke optische Komponenten mit echter Weitwinkeltauglichkeit
enthält,
die das Betrachten oder Anzeigen von kontrastreichen Bildern mit
geringer optischer Aberration gestatten.
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Dieser
Bedarf wird mit der optischen Vorrichtung gemäß den Ansprüchen befriedigt.
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Allgemein
betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Vorrichtung, die
sich besonders gut zum Verringern von Astigmatismus in LCD-Projektionssystemen
eignet.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung mit einem Polarisationsstrahlteiler,
der einen mehrschichtigen, polarisationsempfindlichen Film enthält, der
zwischen Abdeckungen angeordnet ist. Ein Astigmatismusverringerungselement
ist zwischen gegenüberliegenden
Außenseiten
der Abdeckungen angeordnet, um den Astigmatismus zu verringern,
der durch den Polarisationsfilm hervorgerufen wird.
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Die
obige Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung ist nicht dafür vorgesehen,
jede veranschaulichte Ausführungsform
oder jede Implementierung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
Die Figuren und die detaillierte Beschreibung, die folgen, stellen
diese Ausführungsformen
beispielhaft in ausführlicherer
Form dar.
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Die
Erfindung lässt
sich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener
Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vollständiger verstehen,
wobei in diesen Zeichnungen Folgendes dargestellt ist:
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1 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
einer Projektionseinheit, die auf einer einzelnen reflektierenden
Abbildungsvorrichtung basiert.
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2 veranschaulicht
schematisch eine weitere Ausführungsform
einer Projektionseinheit, die auf mehreren reflektierenden Abbildungsvorrichtungen
basiert.
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3A und 3B veranschaulichen
unterschiedliche Ausrichtungen eines Farbprismas relativ zu einem
Polarisationsstrahlteiler.
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4 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
eines Projektorsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 veranschaulicht
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines Projektorsystems gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
eines Farbprismas gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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7 veranschaulicht
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines Farbprismas gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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8 veranschaulicht
schematisch eine weitere Ausführungsform
eines Farbprismas gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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9 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
einer Projektionsmaschine mit einer x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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10A und 10B veranschaulichen
unterschiedliche Ausrichtungen einer x-Würfel- Farbkombinierungsvorrichtung relativ
zu einem Polarisationsstrahlteiler gemäß Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung.
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11 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
eines Polarisationsstrahlteilers gemäß der vorliegenden Erfindung.
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12 veranschaulicht
schematisch eine weitere Ausführungsform
einer Projektionsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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13 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
einer Dopppelabbildungsvorrichtungs-Projektionsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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14 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
eines Polarisationsstrahlteilers gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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15 veranschaulicht
schematisch eine Ausführungsform
eines Polarisationsstrahlteilers, der eine keilförmige Komponente enthält, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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16 veranschaulicht
schematisch ein Projektionssystem, das mindestens einen astigmatismusverringernden
Polarisationsstrahlteiler verwendet, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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17 zeigt
ein Kurvendiagramm des Kontrasts im Verhältnis zur Wellenlänge für einen
mehrschichtigen Dünnfilmpolarisator,
der in einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
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18 veranschaulicht
schematisch ein Doppelabbildungsvorrichtungs-Projektorsystem, das astigmatismusverringernde
Polarisationsstrahlteiler verwendet, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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19 veranschaulicht
schematisch ein weiteres Projektionssystem, das einen astigmatismusverringernden
Polarisationsstrahlteiler verwendet, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Obgleich
sich die Erfindung für
verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignet, wurden konkrete
Details davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden
ausführlich
beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass nicht die Absicht besteht,
die Erfindung auf die konkret beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Im
Gegenteil: Es besteht die Absicht, alle Modifikationen, Äquivalente
und Alternativen mit aufzunehmen, die unter den Geist und Geltungsbereich
der Erfindung fallen, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung findet Anwendung auf optische Abbildungsvorrichtungen
und findet besondere Anwendung auf optische Abbildungsvorrichtungssysteme
mit niedriger Öffnungszahl,
die hochwertige aberrationsarme Projektionsbilder erzeugen.
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Der
Begriff "optisches
Abbildungsvorrichtungssystem" ist
im Sinne des vorliegenden Textes so zu verstehen, dass er eine breite
Vielfalt optischer Systeme umfasst, die für einen Betrachter ein Bild
zum Ansehen erzeugen und die zum Beispiel in Front- und Rückprojektionssystemen,
Projektionsanzeigefeldern, kopfmontierten Anzeigefeldern, virtuellen
Betrachtern, Head-up-Anzeigefeldern, optischen Computersystemen,
optischen Korrelationssystemen und sonstigen optischen Betrachtungs-
und Anzeigesystemen verwendet werden können.
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Ein
Lösungsansatz
zur Überwindung
des Problems der Depolarisationskaskade ist die Verwendung eines
kartesischen Weitwinkel-Polarisationsstrahlteilers (PBS), wie er
in der US-Patentanmeldung 09/312,917 besprochen ist, die am 17.
Mai 1999 eingereicht wurde und durch Bezugnahme in den vorliegenden
Text aufgenommen wird. Ein kartesischer PBS ist ein PBS, bei dem
die Polarisation separater Strahlen auf invariante, allgemein orthogonale,
Hauptachsen des PBS-Films bezogen wird. Im Gegensatz dazu ist bei
einem nicht-kartesischen
PBS die Polarisation der separaten Strahlen im Wesentlichen von
dem Einfallswinkel der Strahlen auf den PBS abhängig.
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Ein
Beispiel eines kartesischen PBS ist ein mehrschichtiger reflektierender
Polarisationsstrahlteiler(MRPB)-Film, der aus abwechselnden Schichten
von isotropem und doppelbrechendem Material gebildet ist. Wenn die
Ebene des Films als die x-y-Ebene betrachtet wird und die Dicke
des Films in der z-Richtung gemessen wird, so ist der z-Brechungsindex
der Brechungsindex in dem doppelbrechenden Material für Licht mit
einem elektrischen Vektor parallel zur z-Richtung. Gleichermaßen ist
der x-Brechungsindex der Brechungsindex in dem doppelbrechenden
Material für
Licht, dessen elektrischer Vektor parallel zur x-Richtung verläuft, und der y-Brechungsindex
ist der Brechungsindex in dem doppelbrechenden Material für Licht,
dessen elektrischer Vektor parallel zur y-Richtung verläuft. Der x-Brechungsindex des
doppelbrechenden Materials ist im Wesentlichen der gleiche wie der
Brechungsindex des isotropen Materials, wohingegen sich der y-Brechungsindex
des doppelbrechenden Materials von dem des isotropen Materials unterscheidet.
Wenn die Schichtdicken korrekt gewählt werden, so reflektiert
der Film sichtbares Licht, das in der y-Richtung polarisiert ist,
und lässt
Licht durch, das in der x-Richtung polarisiert ist.
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Ein
Beispiel eines MRPB-Films ist ein angepasster z-Zahl-Polarisator(MZIP)-Film, bei dem
der z-Brechungsindex
des doppelbrechenden Materials im Wesentlichen der gleiche ist wie
entweder der x-Brechungsindex
oder der y-Brechungsindex des doppelbrechenden Materials. Der MZIP-Film
ist in den
US-Patenten 5,882,774 und
5,962,114 beschrieben worden,
die beide durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen
werden. Ein verbesserter Typ eines MZIP-Films mit einer verlängerten Lebensdauer, verwendet PET/COPET-PCTG
als die abwechselnden Schichten, wie es in der US-Patentanmeldung
Mit der Seriennummer 09/878,575 beschrieben ist.
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Eine
Ausführungsform
des Systems 110, die eine Abbildungsvorrichtung verwendet,
ist in 1 veranschaulicht und enthält eine Lichtquelle 112,
zum Beispiel eine Lichtbogenlampe 114 mit einem Reflektor 116 zum
Richten von Licht 118 in einer Vorwärtsrichtung. Die Lichtquelle 112 kann
auch eine Festkörperlichtquelle sein,
wie zum Beispiel Leuchtdioden oder eine Laserlichtquelle. Das System 110 enthält auch
einen kartesischen PBS 120, zum Beispiel einen Drahtgitterpolarisator
oder einen MRPB-Film. Licht mit y-Polarisation, das in einer Richtung
parallel zur y-Achse polarisiert ist, ist durch das umkreiste x
angedeutet. Licht mit x-Polarisation, das in einer Richtung parallel
zur x-Achse polarisiert ist, ist durch einen durchgezogenen Pfeil
angedeutet, der den Polarisationsvektor veranschaulicht. Durchgezogene
Linien bezeichnen einfallendes Licht, während durchbrochene Linien
Licht zeigen das von der Abbildungsvorrichtung 126 mit
einem veränderten
Polarisationszustand zurückgesendet
wird. Licht, das von der Quelle 112 ausgesendet wird, wird
durch eine Aufbereitungsoptik 122 aufbereitet, bevor es
auf den PBS 120 strahlt. Die Aufbereitungsoptik 122 verändert die
Charakteristik des Lichts, das durch die Quelle 112 ausgesendet
wird, zu einer Charakteristik, die von dem Projektionssystem benötigt wird.
Zum Beispiel kann die Aufbereitungsoptik 122 die Divergenz
des Lichts, den Polarisationszustand des Lichts und das Spektrum
des Lichts ändern.
Die Aufbereitungsoptik 122 kann zum Beispiel eine oder
mehrere Linsen, einen Polarisationskonverter, einen Vorpolarisator
und/oder ein Filter zum Entfernen unerwünschten ultravioletten oder
infraroten Lichts enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Aufbereitungsoptik 122 eine
niedrige Öffnungszahl,
zum Beispiel von maximal 2,5, haben, um einen großen Anteil
des Lichts von der Lichtquelle 112 zu nutzen.
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Die
y-polarisierten Komponenten des Lichts werden durch den PBS 120 zu
der reflektierenden Abbildungsvorrichtung 126 reflektiert.
Der Flüssigkristallmodus
der Abbildungsvorrichtung 126 kann vom smektischen, nematischen
oder einem anderen geeigneten Typ einer reflektierenden Abbildungsvorrichtung
sein. Wenn die Abbildungsvorrichtung smektisch ist, so kann die
Abbildungsvorrichtung 126 eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeige
(FLCD) sein. Die Abbildungsvorrichtung 126 reflektiert
und moduliert einen Bildstrahl mit einer x-Polarisation. Das reflektierte
x-polarisierte Licht wird durch den PBS 120 durchgelassen
und wird durch das Projektionslinsensystem 128 projiziert,
dessen Design in der Regel für
jedes konkrete optische System optimiert ist, wobei alle Komponenten
zwischen dem Linsensystem 128 und der einen oder den mehreren
Abbildungsvorrichtungen berücksichtigt
werden. Eine Steuereinheit 152 ist mit der Abbildungsvorrichtung 126 gekoppelt,
um den Betrieb der Abbildungsvorrichtung 126 zu steuern.
In der Regel aktiviert die Steuereinheit 152 die verschiedenen
Pixel der Abbildungsvorrichtung 126, um ein Bild in dem
reflektierten Licht zu erzeugen.
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Eine
weitere Ausführungsform
eines Projektionssystems 200 ist in 2 veranschaulicht.
Das System verwendet eine Lichtquelle 210, wie zum Beispiel
eine Lichtbogenlampe 211 mit einem gekrümmten Reflektor 213,
der Licht in Richtung der Beleuchtungsoptik 215 richtet.
In der veranschaulichten Ausführungsform
enthält die
Aufbereitungsoptik 215 eine Kollimationslinse 217,
eine erste Anordnung aus kleinen sphärischen Linsen 219,
eine zweite Anordnung aus kleinen sphärischen Linsen 221 und
eine Kondensationslinse 227. Zwischen der zweiten Anordnung
aus kleinen sphärischen
Linsen 221 und der Kondensationslinse 227 kann
die Aufbereitungsoptik 215 einen optionalen Polarisationskonverter 223,
zum Beispiel von einem Geffkcken-artigen Design, enthalten. Je nach
dem Konversionswirkungsgrad des Polarisationskonverters 223 kann
es von Vorteil sein, einen optionalen Vorpolarisator 225 einzubauen,
der auf den Polarisationskonverter 223 folgt. Das Paar Anordnungen
aus kleinen sphärischen
Linsen 219 und 221 empfängt nominal kollimiertes Licht
von der Kollimationslinse 217. Der Polarisationskonverter 223 und
der Vorpolarisator 225 polarisieren das auf den PBS 250 einfallende
Licht in den gewünschten
Polarisationszustand. Es versteht sich, dass die Beleuchtungsoptik
mehr oder weniger optische Komponenten enthalten kann als die, die
für diese
konkrete Ausführungsform
beschrieben wurden.
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Die
Anordnungen aus kleinen sphärischen
Linsen 219 und 221 und die Kondensationslinse 227 formen
und homogenisieren das Licht, um die reflektierenden Abbildungsvorrichtungen 226, 228 und 230 gleichmäßig zu beleuchten.
Der PBS 250 lenkt das y-polarisierte Licht in Richtung
der drei reflektierenden Abbildungsvorrichtungen 226, 228 und 230 um.
Der PBS 250 enthält
in der Regel einen MRPB-Film 252, wie zum Beispiel einen
MZIP-Film, der frei stehend sein kann, zwischen Platten angeordnet
sein kann oder zwischen Prismen 254 eingeschlossen sein
kann, wie veranschaulicht. Die Platten oder Prismen 254 können aus
Glas bestehen und können
zusammen als Abdeckungen für
den MRPB-Film 252 bezeichnet werden.
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In
einem Mehrabbildungsvorrichtungssystem trennt ein Farbprisma 236 das
Licht in separate Farbbänder,
die jeder Abbildungsvorrichtung zugeordnet sind. Bei der veranschaulichten
Drei-Abbildungsvorrichtungskonfiguration
trennt das Farbprisma 236 in der Regel das Licht in Primärfarbbänder: rot,
grün und
blau. Zwischenlinsen, wie zum Beispiel Feldlinsen 238, 240 und 242,
können
zwischen jede Abbildungsvorrichtung und das Farbprisma 236 eingefügt werden,
um das optische Kennfeld des Systems zu optimieren. Die Abbildungsvorrichtungen 226, 228 und 230 modulieren
den Polarisationszustand des Lichts bei Reflexion in unterschiedlichen
Graden je nach den konkreten Bildinformationen. Das Farbprisma 236 rekombiniert
dann die roten, grünen
und blauen Bilder und leitet das kombinierte Bildlicht zu dem kartesischen
PBS 250, der den Polarisationszustand des Bildes analysiert,
indem er im Wesentlichen nur x-polarisiertes
Licht durchlässt.
Das y-polarisierte Licht wird zu der Lichtquelle 212 zurück umgeleitet.
Das Licht, das den PBS 250 passiert, wird durch das Projektionslinsensystem 234 gesammelt
und kann anschließend
zum Betrachten auf einen (nicht gezeigten) Schirm fokussiert werden.
Ein optionaler Nachpolarisator 244 kann zwischen dem PBS 250 und dem
Projektionslinsensystem 234 eingefügt werden. Es versteht sich,
dass auch andere optische Konfigurationen mit mehreren Abbildungsvorrichtungen
verwendet werden können.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform
ist das Farbprisma 236 ein Phillips-Prisma, wie es zum
Beispiel von der Optical Coatings Laboratory, Inc. aus Santa Rosa,
Kalifornien, angeboten wird. Für
eine bessere Erkennbarkeit ist das Farbprisma 236 in der
herkömmlichen
Ausrichtung gezeigt, wobei die Rotationsachsen 258 der
ersten und der zweiten farbselektiven Fläche parallel zur Rotationsachse 256 des
kartesischen PBS 250 verlaufen, wie in perspektivischer
Ansicht in 3A veranschaulicht ist. Eine
Rotationsachse ist eine Achse, um die herum eine Fläche gedreht
werden würde,
um sich von ihrer wirklichen Position in eine Position senkrecht
zur Lichtausbreitungsrichtung zu bewegen. Während diese relative Ausrichtung
zwischen den Rotationsachsen 258 der farbselektiven Flächen und
der Rotationsachse 256 des PBS oft für herkömmliche Arten von Polarisatoren
notwendig ist, gestattet ein kartesischer PBS 250 auch
die Drehung des Farbprismas 236 um die Hauptachse 262 des
Strahls, so dass die erste und die zweite Abbildungsvorrichtung 226 und 230 vertikal
zueinander ausgerichtet sind und das nominal s-polarisierte Licht
von dem PBS mit Bezug auf die farbselektiven Flächen des Farbprismas 236 p-polarisiert
ist. Die gedrehte Anordnung ist in der perspektivischen Ansicht
in 3B veranschaulicht, wobei die Rotationsachsen 258 der
farbselektiven Flächen
senkrecht zu der Rotationsachse 256 des PBS 250 verlaufen.
Die gedrehte Anordnung ist in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer
09/746,933 mit dem Titel "Reflective
LCD Projection System Using Wide-Angle Cartesian Polarizing Beamsplitter
and Color Separation and Recombination Prisms" von David J. W. Aastuen und Charles L.
Bruzzone beschrieben, die am 22. Dezember 2000 eingereicht wurde
und durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
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Die
Verwendung eines kartesischen PBS 120 oder 250 ermöglicht es,
dass das Projektionssystem einen Dynamikbereich von mindestens 100:1
im sichtbaren Lichtbereich aufweist, wobei die Aufbereitungsoptik 215 eine Öffnungszahl
von maximal 2,5 aufweist. Des Weiteren können die Komponenten zwischen
der Aufbereitungsoptik 215 und dem Projektionslinsensystem 234 als
ein Abbildungskern bezeichnet werden. Der Abbildungskern enthält in der
Regel mindestens einen Polarisationsstrahlteiler und eine oder mehrere
Abbildungsvorrichtungen. Wenn mehr als eine einzige Abbildungsvorrichtung
verwendet wird, so kann der Abbildungskern auch eine Farbtrennungs-
und -kombinationsoptik enthalten, wie zum Beispiel ein Farbprisma,
einen dichroitischen Separator, einen x-Würfel
oder dergleichen. Der Abbildungskern enthält keine Linsen außer optionalen
Feldlinsen, die zwischen einem Farbtrennungselement und Abbildungsvorrichtungen
angeordnet sind. Der Abbildungskern kann telezentrisch sein, wobei
der Kegel des auf die Abbildungsvorrichtung einfallenden Lichts über die
Fläche
der Abbildungsvorrichtung hinweg konstant ist. Telezentrische Abbildungsvorrichtungskerne
enthalten in der Regel keine Feldlinsen.
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Eine
Ausführungsform
des kartesischen PBS 250 ist ein MRPB-Film 252,
wie zum Beispiel ein MZIP-Film, der zwischen Prismen 254 eingeschlossen
ist. Um die Doppelbrechung zu minimieren, die aus thermisch induzierten
Spannungen resultiert, die durch hoch-intensive Lichtstrahlen hervorgerufen
werden, bestehen die Prismen 254 vorzugsweise aus einem
Material mit einem niedrigen spannungsoptischen Koeffizienten. Zu
den geeignetsten Materialien für
diesen Zweck gehört
ein Glas, das unter den Bezeichnungen SF57 (Schott-Glas) oder PBH55
(Ohara-Glas) vermarktet wird. Sowohl das Glas SF57 als auch das
Glas PBH55 haben einen Brechungsindex von etwa 1,85.
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Der
Brechungsindex des MRPB-Films 252 ist in der Regel kleiner
als der der umgebenden Prismen 254. Zum Beispiel ist der
Brechungsindex eines MZIP-Films ungefähr 1,56, und seine Dicke ist
in der Regel etwa 125 μm.
Beim Zusammenbau des PBS 250 wird der MRPB-Film an den
Prismenflächen
unter Verwendung eines ungefähr
50 μm dicken
Leims mit einem passenden Brechungsindex von etwa 1.56 angebracht. Als
ein besonders geeigneter Leimtyp zur Verwendung bei einem MRPB-Film
hat sich Norland 61 erwiesen, der von der Norland Corporation
hergestellt wird. Zusammen bilden der PBS-Film 252 und
der Leim eine geneigte Platte mit einem Brechungsindex von etwa
1,56 und einer Dicke von 225 μm,
die in einem Winkel von etwa 45° zu
der Ausbreitungsrichtung des Lichts liegt. Diese Platte mit relativ
kleinem Brechungsindex innerhalb von Prismen 254 mit relativ
hohem Brechungsindex ruft Astigmatismus in dem Bildlicht hervor.
Astigmatismus ist ein Problem bei Licht, das durch eine Abbildungsvorrichtung
reflektiert wurde.
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Der
Astigmatismus einer geneigten Platte mit einem Brechungsindex n
in einem Medium mit einem Brechungsindex n' ist durch folgenden Ausdruck gegeben:
wobei
t die Dicke der Platte ist und θ der
Winkel zwischen dem Hauptstrahl des optischen Strahls und der Platte ist.
Der Astigmatismus ist ein Ergebnis der Differenzialverschiebung
der sagittalen und tangentialen Strahlen infolge des Durchgangs
durch eine geneigte Platte aus einem Material mit einem Brechungsindex,
die sich von dem Brechungsindex der Umgebung unterscheidet.
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Die
Werte von n und n' sind
infolge chromatischer Dispersion wellenlängenabhängig, und somit ist der Wert
des Astigmatismus' ebenfalls
wellenlängenabhängig. Die
Wellenlängenabhängigkeit
der Brechungsindizes eines MZIP-Films, der in der Regel polyesterartige
Filme und Copolymere aufweist, und SF57-Glas sind in den Tabellen
I bzw. II angegeben. Tabelle I Wellenlängenabhängigkeit des MZIP-Brechungsindex'
Wellenlänge (nm) | Brechungsindex |
435,8 | 1,5745 |
480 | 1,5691 |
546,1 | 1,5634 |
589,6 | 1,5594 |
643,8 | 1,5562 |
Tabelle II Wellenlängenabhängigkeit des SF57-Brechungsindex'
Wellenlänge (nm) | Brechungsindex |
435,8 | 1,8939 |
486,1 | 1,872 |
546 | 1,855 |
587,5 | 1,8466 |
656 | 1,8365 |
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Unter
Verwendung von Ausdruck (1) wird der Astigmatismus, der durch einen
225 μm dicken
Film in SF57-Glasprismen hervorgerufen wird, für verschiedene Farben folgendermaßen berechnet:
169 μm für rotes Licht
(645 nm), 181 μm
für grünes Licht
(546 nm) und 196 μm
für blaues
Licht (480 nm). In vielen Fällen
kann es genügen,
den Astigmatismus des grünen
Lichts zu kompensieren, wodurch gleichzeitig der Astigmatismus der
blauen und roten Anteile des Lichts verringert wird. Der Betrachter
sieht ein im Wesentlichen astigmatismusfreies Bild, wenn der Astigmatismus
für jedes
Farbband kleiner ist als die Tiefenschärfe des Projektionslinsensystems.
Darum ist eine vollständige
Auslöschung
des Astigmatismus' bei
allen Wellenlängen
nicht erforderlich. Wenn unten ein einzelner Astigmatismuswert angegeben
ist, so wird angenommen, dass es sich um den Astigmatismuswert für grünes Licht
bei etwa 546 nm handelt. Bei anderen Vorgehensweisen kann der Astigmatismus
für verschiedene
Farbbänder
separat korrigiert werden.
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Ein
erster Lösungsansatz
zum Beseitigen von Astigmatismus, der durch eine geneigte Platte
mit relativ niedrigem Brechungsindex hervorgerufen wird, die von
einem Material mit relativ hohem Brechungsindex umgeben ist, besteht
darin, das Licht durch eine zweite geneigte Platte hindurch auszubreiten,
deren Brechungsindex niedriger ist als der Brechungsindex des umgebenden
Materials und die um eine Rotationsachse herum geneigt ist, die
senkrecht zur Rotationsachse der ersten Platte verläuft. Die
zweite geneigte Platte kann aus einem beliebigen geeigneten massiven,
flüssigen
oder gasförmigen
Material bestehen. Wenn die zweite Platte mit der ersten Platte
hinsichtlich Brechungsindex und Dicke identisch ist, dann ist sie
im gleichen Winkel zu neigen wie die erste Platte, um den Astigmatismus
zu minimieren. Wenn die zweite Platte nicht mit der ersten Platte
identisch ist, dann ist die Größenordnung
des Astigmatismus',
der durch die zweite Platte hervorgerufen wird, vorzugsweise die
gleiche wie die des Astigmatismus, der durch die erste Platte hervorgerufen
wird, um den Astigmatismus vollständig auszulöschen. Dies erfordert eine
Auswahl von Winkel und Dicke der Platte und der Brechungsindexdifferenz
zwischen der zweiten Platte und ihrer Umgebung. Bei den unten besprochenen
Designs sind sphärische
Aberration und Koma hinreichend klein, so dass sie in der Praxis
ignoriert werden können.
Jedoch kann eine Kompensation der sphärischen Aberration und des
Koma in einem optischen System zusätzlich zur Astigmatismuskompensation
erforderlich sein. Da die Vornahme einer Astigmatismuskompensation
andere Aberrationen verstärken
kann, kann es bevorzugt sein, den Astigmatismus teilweise zu kompensieren,
um ein Gleichgewicht zwischen den Aberrationen herzustellen.
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Ein
zweiter Lösungsansatz
zum Beseitigen von Astigmatismus, der durch eine erste geneigte
Platte hervorgerufen wird, die einen relativ niedrigen Brechungsindex
im Vergleich zum umgebenden Material aufweist, besteht darin, eine
zweite geneigte Platte zu verwenden, deren Brechungsindex höher als
das umgebende Material ist. Die zweite geneigte Platte kann aus
einem massiven, flüssigen
oder gasförmigen
Material bestehen. Die zweite geneigte Platte ist in der Regel um
eine Rotationsachse herum geneigt, die parallel zur Rotationsachse
der ersten geneigten Platte verläuft.
Dieses erfordert die Auswahl der Materialdicke, des Brechungsindex' und des Neigungswinkels,
um eine Kompensation des Astigmatismus' zu ermöglichen. Konkrete Ausführungsformen,
die diesen Lösungsansatz
zum Beseitigen von Astigmatismus verwenden, werden später besprochen.
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Die
im vorliegenden Text besprochenen Lösungsansätze für einen verringerten Astigmatismus
finden Anwendung auf Projektionssysteme mit einem weiten Bereich
an Öffnungszahlen,
und es wird davon ausgegangen, dass sie besonders für Projektionssysteme
mit kleinen Öffnungszahlen
von Vorteil sind. Die im vorliegenden Text besprochenen Lösungsansätze können verwendet
werden, um Astigmatismus zu verringern oder den Astigmatismus im
Wesentlichen zu korrigieren. In vielen Fällen braucht der Astigmatismus
nicht vollständig
ausgelöscht
zu werden, sondern braucht nur auf einen Wert reduziert zu werden,
der kleiner als die Tiefenschärfe
des Projektionslinsensystems ist. Die Tiefenschärfe nimmt in der Regel mit
der Öffnungszahl
zu, so dass eine Astigmatismuskorrektur für Projektionssysteme mit niedriger Öffnungszahl
zunehmend wichtiger wird. Der Begriff "im Wesentlichen korrekt" meint, dass der
Astigmatismus auf einen Wert verringert wird, der kleiner als die
Tiefenschärfe
des verwendeten Projektionslinsensystems ist.
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Obgleich
sich die Besprechung im vorliegenden Text auf die Verringerung von
Astigmatismus bezieht, der in einem MRPB-PBS auftritt, versteht
es sich, dass die unten besprochenen Lösungsansätze zur Verringerung von Astigmatismus
auch zur Verringerung von Astigmatismus in Frage kommen, der in
anderen Komponenten eines Projektionssystems auftritt.
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Eine
Astigmatismusverringerung kann auf der Grundlage einer Adaptation
des Farbprismas vorgenommen werden. Wenden wir uns wieder den 3A und 3B zu.
Im Allgemeinen wird, wenn die Rotationsachsen 258 senkrecht
zu der Rotationsachse 256 verlaufen, eine Astigmatismuskorrektur
in dem Farbprisma 236 unter Verwendung einer Platte mit
relativ niedrigem Brechungsindex im Vergleich zu ihrer Umgebung bewirkt.
Wenn im Gegensatz dazu die Rotationsachsen 258 der Farbauswahlflächen parallel
zur Rotationsachse 256 des PBS verlaufen, so wird eine
Astigmatismuskorrektur in dem Farbprisma unter Verwendung einer
Platte mit relativ hohem Brechungsindex im Vergleich zu ihrer Umgebung
bewirkt.
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Zuerst
besprechen wir eine konkrete Ausführungsform der Erfindung, die
eine zweite geneigte Platte mit einem relativ geringen Brechungsindex
verwendet. Es gibt verschiedene Designs von Farbprismen 236, von
denen einige drei oder vier Prismen enthalten, die dafür verwendet
werden, das Licht in zwei oder mehr Farbbänder zu trennen. Oft trennt
ein Farbprisma 236 das Licht in seine roten, grünen und
blauen Komponenten. In der in 4 veranschaulichten
Philips-Prisma-Konstruktion wird das Farbprisma 400 aus
drei Prismen 402, 404 und 406 gebildet.
Licht 410, das in das erste Prisma 402 eintritt,
fällt auf
das erste Filter 412, das Licht in dem ersten Farbband reflektiert
und Licht in dem zweiten und dritten Farbband durchlässt. Das
Licht in dem ersten Farbband 414 wird an der Eintrittsfläche 416 zu
dem ersten Prisma totalreflektiert, da es einen Luftspalt 417 zwischen
der Eintrittsfläche 416 und
dem PBS 450 gibt, und wird zu der ersten Abbildungsvorrichtung 426 gerichtet.
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Das
in das zweite Prisma 404 durchgelassene Licht fällt auf
das zweite Filter 418, das Licht 420 in dem zweiten
Farbband reflektiert und Licht 424 in dem dritten Farbband
durchlässt.
Das Licht 420, das durch das zweite Filter 418 reflektiert
wird, wird an dem Spalt 422, in der Regel einem Luftspalt,
zwischen dem ersten und dem zweiten Prisma 402 und 404 totalreflektiert
und wird zu der zweiten Abbildungsvorrichtung 428 gerichtet. Das
durch das zweite Filter 418 durchgelassene Licht 424 wird
durch das dritte Prisma 406 zu der dritten Abbildungsvorrichtung 430 gerichtet.
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In
der Regel ist das erste Farbband blau, das zweite Farbband ist rot,
und das dritte Farbband ist grün. Das
muss jedoch nicht so sein, und die verschiedenen Farbbänder können verschiedene
Farben haben.
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Der
Spalt 422 zwischen dem ersten und dem zweiten Prisma 402 und 404 wird
herkömmlicherweise klein
gehalten, in der Regel im Bereich von 10 μm bis 25 μm, was ausreicht, damit eine
Totalreflexion für
das zweite Farbband stattfinden kann. Jedoch kann der Spalt 422 auch
vergrößert werden,
um eine Astigmatismuskompensation vorzunehmen, wie in dem folgenden
Beispiel noch näher
besprochen wird.
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Beispiel 1
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Das
Farbprisma 400 wurde aus gering-doppelbrechendem Glas,
PBH55, mit einem Brechungsindex von 1,85 hergestellt. Der Einfallswinkel
des Hauptstrahls auf den Luftspalt 422 betrug 21°. Das erste
Farbband war blau, das zweite Farbband war rot, und das dritte Farbband
war grün.
Das Farbprisma 400 befand sich in der gedrehten Position
relativ zu dem PBS 450, so dass das nominal s-polarisierte
Licht von dem PBS 450 in dem Farbprisma 400 p-polarisiert
wurde.
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Die
Größe des Luftspalts
wurde so eingestellt, dass ein Astigmatismuswert von 181 μm kompensiert wurde.
Vor der Einstellung wurde die PBS/Farbprisma-Baugruppe in einem
Projektorsystem verwendet, das ein Muster aus horizontalen und vertikalen
Linien auf einen Schirm projizierte. Es war möglich, entweder auf die horizontalen
Linien oder auf die vertikalen Linien zu fokussieren, aber nicht
auf beide gleichzeitig. Wenn zum Beispiel die horizontalen Linien
in einem Abstand von 178 cm zur Projektionslinse fokussiert wurden,
dann waren die vertikalen Linien bei 105 cm fokussiert, was ein
Brennweitenverhältnis
von 1,7:1 bedeutet. Wenn der beste gleichzeitige Fokus verwendet
wurde, so waren beide Liniensätze
erheblich verschwommen.
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Um
den Spalt 422 einzustellen, wurden das erste und das zweite
Prisma 402 und 404 getrennt und dann mit einem
Luftspalt 422 von 100 μm
unter Verwendung von "Monosized
Microsphere Size Standard Beads" von
Duke Scientific Corp., Palo Alto, Kalifornien, als Abstandhalter
neu zusammengesetzt. Die Perlen hatten einen Durchmesser von 100 μm.
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Nach
dem neuerlichen Zusammensetzen mit dem 100 μm messenden Spalt 422 wurde
der Astigmatismus des Systems wieder für rotes und grünes Licht
gemessen. Die vertikalen Linien waren bei 135 cm fokussiert, wohingegen
die horizontalen Linien bei 178 cm fokussiert waren, was ein Brennweitenverhältnis von 1,32:1
bedeutet. Des Weiteren wurde das qualitative Erscheinungsbild der
Linien bei optimiertem Fokus im Vergleich zu der Situation, wo der
Spalt 422 10 μm
maß, beträchtlich
verbessert.
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Der
Spalt 422 wurde auf 140 μm
neu eingestellt, indem die 100 μm
messenden Abstandshalterperlen durch 140 μm messende Abstandshalterperlen,
ebenfalls von Duke Scientific, ersetzt wurden. Bei einem Test auf
Astigmatismus war es schwer, den Unterschied zwischen den Brennpunkten
der vertikalen und horizontalen Linien zu quantifizieren. Es zeigte
sich, dass die saggitalen Strahlen zwischen 160 und 170 cm von dem Projektor
entfernt fokussiert wurden, was ein Brennweitenverhältnis von
kleiner als 1,1:1 bedeutet. Bei einer Neufokussierung auf den besten
Gesamtfokus waren weder die vertikalen noch die horizontalen Linien
erkennbar verschwommen.
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Es
versteht sich, dass das Einstellen des Luftspalts 422 nicht
den Astigmatismus für
das Licht 414 in dem ersten Farbband beeinflusst. Es wurde
ein qualitativer Test durchgeführt,
um zu bestimmen, ob eine Korrektur des roten und des grünen Astigmatismus' allein zu einem
akzeptablen Bild führen
würde.
Die blauen, roten und grünen
Bilder wurden sorgfältig
aufeinander ausgerichtet, und es wurden Bilder von unterschiedlichem
Kontrast beobachtet. Es wurde festgestellt, dass eine blaue Verschwommenheit
nur durch eine genaue Betrachtung von weißen Linien auf einem dunklen
Hintergrund erkannt werden konnte, aber für dunkle Linien auf einem hellen
Hintergrund nicht wahrnehmbar war. Das lässt darauf schließen, dass
eine Verringerung des blauen Astigmatismus' möglicherweise
nicht so bedeutsam ist wie eine Verringerung von grünem und
rotem Astigmatismus. Ein möglicher
Grund dafür
ist, dass die Dichte der blauen Rezeptoren im menschlichen Auge geringer
ist als die von grünen
und roten Rezeptoren, weshalb die normale Auflösung von blauen Bildern geringer
ist als von grünen
oder roten Bildern.
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Ein
Astigmatismus für
das erste Farbband kann jedoch unter Verwendung des in 5 veranschaulichten
Lösungsansatzes
korrigiert werden, wo ein Farbprisma ähnlich dem gezeigt ist, das
in 4 veranschaulicht ist, außer dass das erste Prisma 402 aus
zwei Teilen 402a und 402b besteht, zwischen denen
sich ein Luftspalt 502 befindet. Aus Fertigungsgründen ist
eine stumpfe Spitze 504 an dem spitzwinkligen Ende des Prismas 402b erwünscht. Vorzugsweise
sind die Größe und die
Position des Spalts 502 so gewählt, dass der Luftspalt 502 nicht
das Licht 410 behindert, das von dem PBS 450 kommend
in das Farbprisma 400 eintritt. Des Weiteren sind die Größe und die
Position des Spalts 502 so gewählt, dass der Spalt 502 sich
erst in dem Pfad des Lichts 414 des ersten Farbbandes befindet,
wenn das Licht 414 von der Eintrittsfläche 416 totalreflektiert
wurde. Unter Verwendung des Ausdrucks (1) oben sollte der
Luftspalt 502 ungefähr
0,875 mm breit sein, bei einem Winkel von etwa 32,25°, um einen
Astigmatismus von 196 μm
zu kompensieren, wohingegen der Astigmatismus, der in dem anderen
Spalt 422 kompensiert wurde, von einem anderen Wert sein
kann. Obgleich diese recht große
Trennung andere Aberrationen verursachen kann, ist es möglich, kleinere
Spalte zu verwenden, die kleinere Aberrationen verursachen, um den
Astigmatismus teilweise zu kompensieren. Dem Fachmann ist klar,
dass es möglich
ist, das Bild entweder durch optische Simulationen auf einem Computer oder
durch empirische Versuche zu optimieren.
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Es
versteht sich, dass die Luftspalte 422 und 502 Beispiele
von Schichten eines Materials mit niedrigerem Brechungsindex, zum
Beispiel Luft, sind, die von einem Material mit höherem Brechungsindex,
zum Beispiel Prismenglas, umgeben sind. Die Spalte 422 und 502 brauchen
nicht nur mit Luft gefüllt
zu sein, obgleich Luft nützlich
ist, da sie einen großen
Brechungsindexunterschied mit dem Prismenmaterial ergibt. Die Spalte 422 und 502 können auch
mit einem anderen Material mit relativ niedrigem Brechungsindex
als Luft gefüllt
sein. Es versteht sich jedoch, dass der Brechungsindexunterschied
zum Beispiel zwischen dem zweiten Prisma 404 und dem Spalt 422 genügend groß sein sollte,
um eine Totalreflexion des Lichts 420 aufrechtzuerhalten,
selbst wenn der Spalt 422 nicht mit Luft gefüllt ist.
Gleichermaßen
brauchen auch andere Spalte, die unten besprochen werden, nicht
mit Luft gefüllt
zu sein, sondern brauchen nur mit einem Material gefüllt zu sein,
das einen niedrigeren Brechungsindex als das den Spalt umgebende
Material aufweist.
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Ein
weiterer Lösungsansatz
zum Korrigieren des Astigmatismus' wird mit Bezug auf 6 beschrieben.
In dieser Ausführungsform
ist ein Keilprisma 662 zwischen dem Farbprisma 600 und
dem PBS 650 angeordnet, wobei sich ein Spalt 664 zwischen
dem Keilprisma 662 und dem Farbprisma 600 befindet.
Das Farbprisma 600, das als ein modifiziertes Philips-Prisma
bekannt ist, besteht aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten
Prisma 602, 604 und 606, wobei sich ein
totalreflektierender Spalt 622 zwischen dem ersten und dem
zweiten Prisma 602 und 604 befindet. In der veranschaulichten
Ausführungsform
enthält
das dritte Prisma 606 auch eine totalreflektierende Fläche 656.
Das braucht nicht so zu sein, und das dritte Prisma 606 kann auch
unter Verwendung einer Geometrie gebildet werden, die keine totalreflektierende
Fläche
enthält.
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In
herkömmlichen
Keilprismasystemen ist der Luftspalt 664 zwischen dem Keilprisma 662 und
dem ersten Prisma 602 nur gerade so groß, dass eine Totalreflexion
von Licht 614 des ersten Farbbandes ermöglicht wird, das innerhalb
des ersten Prismas 602 reflektiert wird. Jedoch kann der
Luftspalt 664 zwischen dem Keilprisma 662 und
dem ersten Prisma 602 so gewählt sein, dass er eine größere Breite
aufweist, dergestalt, dass der Astigmatismus, der innerhalb des
PBS 650 entsteht, im Wesentlichen reduziert und korrigiert
wird. Die Breite des Spalts 664 wird gemäß Ausdruck
(1) gewählt.
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Wenn
zum Beispiel der Astigmatismus des PBS 650 181 μm beträgt und der
Keilwinkel des Keilprismas 662 10° beträgt, so ist laut Ausdruck (1)
anzunehmen, dass der Astigmatismus durch einen Luftspalt 664 von
etwa 2,104 mm korrigiert werden kann.
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Es
versteht sich, dass, obgleich die Platte mit niedrigem Brechungsindex
mit Bezug auf die 4–6 als einem
Luftspalt beschrieben wurde, auch andere Materialien mit einem niedrigen
Brechungsindex verwendet werden können, zum Beispiel ein Polymerfilm
mit niedrigem Brechungsindex. Des Weiteren ist es möglich, eine
Kombination von Spalten zwischen Prismen des Farbprismas und einem
Spalt zwischen dem Farbprisma und dem Keilprisma zu verwenden, um
Astigmatismus zu kompensieren. Es versteht sich des Weiteren, dass
eine Astigmatismusverringerung auch in anderen Ausführungsformen
von Farbprismen als den hier veranschaulichten implementiert werden
kann.
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Der
zweite Lösungsansatz
zum Kompensieren des Astigmatismus' in dem PBS, der oben angesprochen wurde,
besteht darin, eine Ebene mit relativ hohem Brechungsindex bereitzustellen,
die um eine Achse parallel zur Neigungsachse des PBS-Polarisatorfilms
geneigt ist. Dieser Lösungsansatz
ist nützlich,
wenn das Farbprisma nicht relativ zu dem PBS gedreht wird und darum
das nominal s-polarisierte Licht von dem PBS ebenfalls innerhalb
des Farbprismas nominal s-polarisiert
wird.
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Eine
konkrete Ausführungsform
dieses Lösungsansatzes
ist in 7 veranschaulicht, wo ein Farbprisma 700 gezeigt
ist, das aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Prisma 702, 704 und 706 besteht.
Eine Platte mit hohem Brechungsindex 760, die aus einem transparenten
Material mit einem höheren Brechungsindex
als das erste und das zweite Prisma 702 und 704 besteht,
ist auf der Außenfläche des
ersten Prismas 702 angeordnet. Ein Luftspalt 722,
in der Regel etwa 10 μm
breit, ist zwischen der Platte mit hohem Brechungsindex 760 und
dem zweiten Prisma 704 angeordnet, so dass Licht in dem
zweiten Farbband innerhalb des zweiten Prismas 704 in Richtung
der Außenfläche 727 innenreflektiert
wird.
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Wenn
das erste Filter 712 auf der zweiten Fläche 762 der Platte
mit hohem Brechungsindex 760 angeordnet ist, so durchquert
das Licht in dem ersten Farbband 714 die Platte mit hohem
Brechungsindex zweimal, bevor es das erste Prisma 702 verlässt, wohingegen
das Licht 720 in dem zweiten Farbband und das Licht 724 in
dem dritten Farbband die Platte mit hohem Brechungsindex 760 nur
einmal passiert, bevor es das zweite und das dritte Prisma 704 und 706 verlässt. Somit
unterliegt das Licht in dem ersten Farbband einem anderen Betrag
an Astigmatismuskorrektur als in dem zweiten und dem dritten Farbband.
Da der Astigmatismus von blauem Licht für die bildliche Wahrnehmung
eines Betrachters nicht so signifikant ist wie der von grünem oder
rotem Licht, wie oben besprochen wurde, kann diese Ausführungsform
eine angemessene Astigmatismuskompensation vornehmen, wenn das erste
Farbband blaues Licht ist.
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Wenn
das erste Filter 712 auf der Außenfläche 703 des ersten
Prismas angeordnet ist, wie veranschaulicht, so passiert das Licht 714 in
dem ersten Farbband nicht die Platte mit hohem Brechungsindex 760, weshalb
das Licht 714 in dem ersten Farbband keiner Astigmatismuskorrektur
unterliegt. Wie oben besprochen wurde, kann, wenn das Licht 714 in
dem ersten Farbband blau ist, die Astigmatismuskorrektur des grünen und
des roten Lichts allein genügen,
um eine hinreichende Korrektur zum Betrachten vorzunehmen.
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In
einer weiteren Ausführungsform,
die in 8 veranschaulicht ist, kann das erste Prisma 702 in
zwei Teile 702a und 702b geteilt sein. Eine zweite
Platte mit hohem Brechungsindex 862 kann zwischen den Prismateilen 702a und 702b angeordnet
sein, deren Dicke, Ausrichtungswinkel und Brechungsindex so gewählt sind,
dass der Astigmatismus in dem ersten Farbband verringert wird. Diese
Ausführungsform
ist besonders nützlich,
wenn das Filter 712 zwischen dem ersten Prismateil 702a und
der Platte mit hohem Brechungsindex 760 angeordnet ist.
Somit kann das Farbprisma 800 eine Korrektur für alle drei
Farbbänder
erbringen.
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Eine
Astigmatismuskorrektur kann auch in einer X-Würfel-Strahlteiler-/-kombinierungsvorrichtung
implementiert werden. Eine Ausführungsform
einer Projektionsmaschine 900, die eine X-Würfel-Strahlteiler
und -kombinierungsvorrichtung verwendet, ist teilweise in 9 veranschaulicht.
Licht 902 von einer (nicht gezeigten) Lichtquelle fällt auf
einen X-Würfel-Strahlteiler 904,
der das Licht 902 in drei Farbbänder trennt. Licht 906 in
dem ersten Farbband wird durch den X-Würfel-Strahlteiler 904 zu
dem ersten Reflektor 908 durchgelassen, während Licht 910 in
dem zweiten Farbband durch den X-Würfel-Strahlteiler 904 in
der Ebene der Figur in Richtung des zweiten Reflektors 912 reflektiert
wird. Licht 914 in dem dritten Farbband wird in einer Richtung aus
der Ebene der Figur heraus in Richtung eines dritten Reflektors
reflektiert. Optische Elemente zum Einwirken auf das dritte Farbband
sind in der Figur im Interesse der besseren Übersichtlichkeit nicht gezeigt.
In der Projektionsmaschine 900, die drei PBSs verwendet,
kann die Bildschnittweite verringert sein, wodurch die Verwendung
eines vereinfachten Projektionslinsensystems ermöglicht wird. Des Weiteren kann
das Gewicht des Projektionslinsensystems, das für einen Weitwinkel erforderlich
ist, verringert werden.
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Der
erste und der zweite Reflektor 908 bzw. 912 reflektieren
Licht in dem ersten und dem zweiten Farbband in Richtung eines ersten
und eines zweiten Polarisationsstrahlteilers 916 und 918.
Der erste und der zweite Reflektor können Spiegel sein, zum Beispiel
mehrschichtige Spiegel oder Metallspiegel, oder können reflektierende
Polarisatoren sein, die so ausgerichtet sind, dass sie Licht im
gewünschten
Polarisationszustand in Richtung des ersten und des zweiten Polarisationsstrahlteilers 916 und 918 reflektieren.
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Licht
in dem ersten Farbband 906 wird durch den ersten PBS 916,
der einen MPBR-Film 917 aufweist, in Richtung einer ersten
reflektierenden Abbildungsvorrichtung 920 reflektiert,
die das Licht 906 in dem ersten Farbband reflektiert und
die Polarisation von ausgewählten
Anteilen der Wellenfront des Lichts 906 dreht, um einen
abgebildeten Lichtstrahl 922 in dem ersten Farbband zu
erzeugen, der durch den ersten PBS 916 zu der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 durchgelassen
wird. Gleichermaßen
wird Licht 910 in dem zweiten Farbband durch den zweiten
PBS 918 in Richtung der zweiten reflektierenden Abbildungsvorrichtung 926 reflektiert.
Die zweite reflektierende Abbildungsvorrichtung 926 erzeugt
einen abgebildeten Lichtstrahl 928 in dem zweiten Farbband,
der durch den zweiten PBS 918 in Richtung der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 durchgelassen
wird.
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Es
versteht sich, dass die Projektionsmaschine 900 auch einen
(nicht gezeigten) dritten Reflektor, einen (nicht gezeigten) dritten
PBS und eine (nicht gezeigte) dritte Abbildungsvorrichtung enthält, um einen
abgebildeten Lichtstrahl 930 in dem dritten Farbband zu
erzeugen, der von einer Richtung aus der Ebene der Figur heraus
zu der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 gerichtet
wird. Die drei abgebildeten Strahlen 922, 928 und 930 werden
in der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung kombiniert,
um einen Dreifarbbildstrahl 932 zu erzeugen, der in der
Regel durch eine Projektionsoptik auf einen Schirm projiziert wird.
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Eine
detaillierte Illustration der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 ist
in 10A dargestellt, wo ein Querschnitt durch die
X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung
in der Ebene der abgebildeten Strahlen 922, 928 und 930 gezeigt
ist. Die X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 ist
aus vier rechtwinkligen Prismen 1002, 1004, 1006 und 1008 zusammengesetzt,
die verschiedene reflektierende Beschichtungen, zum Beispiel mehrschichtige
dielektrische reflektierende Beschichtungen, zwischen bestimmten
Grenzflächen
des Prismen 1002–1008 aufweisen.
Die Beschichtungen 1010 und 1012 reflektieren
den abgebildeten Strahl 928 in dem zweiten Farbband, und
die Beschichtungen 1014 und 1016 reflektieren
den abgebildeten Strahl 930 in dem dritten Farbband.
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Zwei
Platten 1020 und 1022 sind in die X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 an
solchen Positionen eingesetzt, dass das Licht in jedem abgebildeten
Strahl 922, 928 und 930, mit Ausnahme
eines kleinen mittigen Abschnitts des ersten abgebildeten Strahls 922,
nur ein einziges Mal die Platten 1020 oder 1022 passiert. In
der veranschaulichten Ausführungsform
ist die erste Platte 1020 zwischen dem vierten Prisma 1008 und dem
ersten Prisma 1002 angeordnet, und die zweite Platte 1022 ist
zwischen dem ersten und dem zweiten Prisma 1002 und 1004 angeordnet.
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In
der in den 9 und 10A veranschaulichten
Ausführungsform
verlaufen die Rotationsachse des MPBR-Films 917 und die Rotationsachsen
der Platten 1020 und 1022 senkrecht zueinander.
Darum wird der Brechungsindex der Platten 1020 und 1022 kleiner
gewählt
als der Brechungsindex der Prismen 1002–1008.
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Zum
Beispiel können
die Prismen aus SF57-Glas bestehen, wohingegen die Platten 1020 und 1022 aus
einen Glas mit niedrigerem Brechungsindex, wie zum Beispiel BK7
mit einem Brechungsindex von 1,517, bestehen. Die Dicke der Platten 1020 und 1022 wird
vorzugsweise so gewählt,
dass sie mindestens teilweise den Astigmatismus kompensiert, der
in den PBSs entsteht. Wenn zum Beispiel der Astigmatismus 181 μm beträgt, die
Prismen 1002–1008 aus
SF57-Glas bestehen und die Platten 1020 und 1022 aus
BK7 bestehen, so wird der Astigmatismus korrigiert, wenn die Plattendicke
150 μm beträgt. Es wird
angenommen, dass der Einfallswinkel in der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 924 45° beträgt.
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Der
mittige Abschnitt des ersten abgebildeten Strahls 922 mit
einer Breite d1 vollführt
keinen einzelnen Durchgang durch die gesamte Dicke einer der Platten 1020 und 1022 und
kann darum nicht astigmatismuskorrigiert werden. In der Regel ist
der Bereich des mittigen Abschnitts relativ zu der freien Öffnung des
Strahls 922 klein, weshalb die Lichtmenge, die nicht astigmatismuskorrigiert
wird, klein ist: ein paar % der gesamten Lichtabgabe. Der mittige
Abschnitt kann astigmatismusunkorrigiert bleiben oder kann gesperrt
werden, zum Beispiel unter Verwendung schwarzer Farbe, was weniger
als 5 Leistungsverlust erzeugt. Der Gesamteffekt der Nichtkorrektur
des mittigen Abschnitts des Strahls 922 kann verringert
werden, wenn der Strahl 922 Licht eines Farbbandes enthält, das
einen geringeren Astigmatismuseffekt im Auge des Betrachters erzeugt,
zum Beispiel blaues Licht.
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Eine
weitere Ausführungsform
der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 1050 ist
in 10B veranschaulicht. Licht 1070 eines
Farbbandes tritt in den PBS 1054 ein und wird zu der Abbildungsvorrichtung 1072 reflektiert,
welche die Polarisation bestimmter Anteile des Lichts 1070 dreht,
damit Bildlicht 1074 entsteht. Das Bildlicht 1074 wird
durch den PBS 1054 zu der X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 1050 durchgelassen.
Bildlicht 1076 eines oder mehrerer Farbbänder wird
in die X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 1050 gerichtet
und mit dem Bildlicht 1074 kombiniert.
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In
dieser Ausführungsform
verläuft
die Rotationsachse des MPBR-Films 1052 in dem PBS 1054 parallel
zur Rotationsachse der Platten 1056 und 1058.
Dementsprechend wird der Brechungsindex der Platten 1056 und 1058 größer gewählt als
der Brechungsindex der Prismen 1060–1066, aus denen die
X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung
besteht.
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Die
Glasauswahl für
die X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung 1050 ist
nicht auf Glassorten mit hohem Brechungsindex beschränkt, so
dass die Kombinierungsvorrichtung 1050 aus einem gängigeren
Glastyp bestehen kann, wie zum Beispiel BK7. Wenn der Astigmatismus,
der durch den PBS 1054 hervorgerufen wird, etwa 181 μm beträgt, so wird
die Dicke der Platten 1056 und 1058, die benötigt wird,
um eine Astigmatismuskorrektur zu erreichen, auf einen Wert von
etwa 1,1 mm berechnet, wenn die Platten 1056 und 1058 aus PBH71-Glas
bestehen und die Prismen 1060–1066 aus BK7 bestehen.
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Eine
weitere konkrete Ausführungsform
einer Astigmatismuskorrektur in einem Projektorsystem, das eine
Platte aus einem Material mit einem relativ hohen Brechungsindex
verwendet, wie in 11 veranschaulicht, soll die
Platte aus einem Material mit relativ hohem Brechungsindex in der
PBS 1100 enthalten.
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Der
PBS 1100 besteht aus zwei Prismen 1102 und 1104 mit
zwei Schichten, einer MRPB/Klebstoffschicht 1106 und einer
Schicht mit hohem Brechungsindex 1108, die zwischen den
Prismen 1102 und 1104 angeordnet ist. Der Brechungsindex,
n2, der Schicht mit hohem Brechungsindex 1108 ist
höher als
der Brechungsindex, n0, der Prismen 1102 und 1104.
Wenn der Brechungsindex der MRPB/Klebstoffschicht 1106 durch
n1 gegeben ist, so gilt folgende Beziehung:
n2 > n0 > n1. Die Dicke, d2,
der Schicht mit hohem Brechungsindex 1108 wird so gewählt, dass
der Astigmatismus, der durch die Schicht mit hohem Brechungsindex 1108 hervorgerufen
wird, den Astigmatismus verringert, der durch die MRPB/Klebstoffschicht 1106 entsteht.
Wenn zum Beispiel die Prismen 1102 und 1104 aus
PBH55-Glas mit einem Brechungsindex von 1,85 bestehen und die MRPB/Klebstoffschicht 1106 eine
Dicke von 225 μm
mit einem Brechungsindex von 1,56 aufweist, so beträgt der Astigmatismus
181 μm.
Dieser Astigmatismuswert kann unter Verwendung einer 3,8 mm dicken Schicht
aus PBH71-Glas,
mit einem Brechungsindex von 1,92, als die Schicht mit hohem Brechungsindex 1108 kompensiert
werden. Es versteht sich, dass eine Klebstoffschicht zum Anbringen
der Schicht mit hohem Brechungsindex an dem Prisma verwendet werden
kann. Der Effekt einer solchen Klebstoffschicht wurde hier aus Gründen der
Einfachheit ignoriert. Chromatische Dispersion in dem PBS 1100 kann
zur Farbverschiebungseffekten führen,
wobei Licht mit einer Farbe über
das Bild hinweg relativ zum Licht einer anderen Wellenlänge verschoben
wird. Der Farbverschiebungseffekt kann zum Beispiel verringert werden,
indem man einen zweiten PBS auf den ersten PBS folgen lässt, wobei
der zweite PBS so ausgerichtet ist, dass er das Bildlicht durchlässt und
eine Farbverschiebung bewirkt, welche die Farbverschiebung kompensiert,
die in dem ersten PBS 1100 entsteht.
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Der
PBS 1100 kann verwendet werden, wenn es nur eine einzige
Abbildungsvorrichtung und kein Farbprisma gibt. Einer der Vorteile
der Verwendung nur einer einzigen Abbildungsvorrichtung ist, dass
es nicht notwendig ist, das Bild, das durch eine Abbildungsvorrichtung
gebildet wird, über
dem Bild auszurichten, das durch eine andere Abbildungsvorrichtung
gebildet wird, wie es bei einer Mehrabbildungsvorrichtungs-Projektionsmaschine
der Fall ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass, da keine Farbtrennungs-/-kombinierungsvorrichtung, wie
zum Beispiel ein Farbprisma, ein x-Prisma oder dergleichen, erforderlich
ist, die Bildschnittweite der Maschine verringert werden kann, weshalb
Projektionslinsensysteme mit niedriger Öffnungszahl verwendet werden
können,
zum Beispiel lediglich f/1,8 oder kleiner.
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In
der Regel arbeiten Einzelfeld-Abbildungsvorrichtungen
mit einer Art von Farbauswahlregime, wie zum Beispiel einem Farbrad
oder lichtstarken abstimmbaren Farbfiltern. Dementsprechend wird
immer nur etwa ein Drittel des auf die Abbildungsvorrichtung fallenden
Lichts, das in einem von drei Farbbändern enthalten ist, auf einmal
verwendet, so dass eine hohe Lichteffizienz in einer Einzelfeldmaschine
noch wünschenswerter
ist als in einer Dreifeldmaschine. Mit einer Öffnungszahl von f/1,8 ist das
Systemétendue
2,7-mal größer als
das einer Maschine mit einer Öffnungszahl
von f/3,0, so dass der Gesamtlichtdurchsatz der Maschine bei niedrigen Öffnungszahlen
erhöht
wird. Außerdem
wird die Kohärenzlänge der
Projektionsmaschine bei niedriger Öffnungszahl verringert, was
zu weniger Flecken führt.
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Eine
Ausführungsform
eines Mehrabbildungsvorrichtungs-Projektionssystems 1600,
bei dem eine Astigmatismusverringerung durch Ausführen einer
Astigmatismuskompensation in den PBSs selbst bewerkstelligt wird,
ist schematisch in 16 veranschaulicht. Licht 1602 wird
von einer Quelle 1604 abgestrahlt. Die Quelle 1604 kann
eine Lichtbogen- oder Glühwendellampe
oder eine andere geeignete Lichtquelle sein, die Licht erzeugt,
das zum Projizieren von Bildern geeignet ist. Die Quelle 1604 kann
von einem Reflektor 1606 umgeben sein, wie zum Beispiel
einem elliptischen Reflektor (wie gezeigt), einem Parabolreflektor
oder dergleichen, um die Lichtmenge zu erhöhen, die in Richtung der Projektionsmaschine
gerichtet wird.
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Das
Licht 1602 wird in der Regel behandelt, bevor es in verschiedene
Farbbänder
geteilt wird. Zum Beispiel kann das Licht 1602 durch einen
optionalen Vorpolarisator 1608 geleitet werden, so dass
nur Licht einer gewünschten
Polarisation in Richtung der Projektionsmaschine gerichtet wird.
Der Vorpolarisator kann die Form eines reflektierenden Polarisators
haben, so dass reflektiertes Licht in dem unerwünschten Polarisationszustand
zu der Lichtquelle 1604 umgeleitet wird, um dort in den
Kreislauf zurückgeführt zu werden.
Das Licht 1602 kann auch so homogenisiert werden, dass
die Abbildungsvorrichtungen in der Projektionsmaschine gleichförmig beleuchtet
werden. Ein Lösungsansatz
zum Homogenisieren des Lichts 1602 besteht darin, das Licht 1602 durch
einen reflektierenden Tunnel 1610 zu leiten, obgleich es
sich versteht, dass auch andere Lösungsansätze zum Homogenisieren des
Lichts verwendet werden können.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform
passiert das homogenisierte Licht 1612 eine erste Linse 1614 zum
Verringern des Divergenzwinkels. Das Licht 1612 trifft
dann auf eine erste Farbtrennungsvorrichtung 1616, die
zum Beispiel ein dielektrisches Dünnfilmfilter sein kann. Die
erste Farbtrennungsvorrichtung 1616 trennt Licht 1618 in
einem ersten Farbband von dem übrigen
Licht 1620.
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Das
Licht 1618 in dem ersten Farbband kann durch eine zweite
Linse 1622 und optional eine dritte Linse 1623 geleitet
werden, um die Divergenz des Lichts 1618 in dem ersten
Farbband zu steuern, das auf den ersten PBS 1624 fällt. Das
Licht 1618 verläuft
von dem ersten PBS 1624 zu einer ersten Abbildungsvorrichtung 1626.
Die Abbildungsvorrichtung reflektiert Bildlicht 1628 in
einem Polarisationszustand, der durch den PBS 1624 durchgelassen
wird, zu einer x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630.
Der PBS 1624 kann eine Astigmatismuskompensation an dem
reflektierten Bildlicht vornehmen. Zum Beispiel kann der PBS 1624 dem
PBS 1100 ähneln,
der mit Bezug auf 11 beschrieben wurde. Die Abbildungsvorrichtung 1626 kann
ein oder mehrere Kompensationselemente, wie zum Beispiel ein Verzögererelement,
enthalten, um eine zusätzliche
Polarisationsdrehung zu verleihen und so einen maximalen Kontrast
in dem Bildlicht herzustellen.
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Das übrige Licht 1620 kann
durch eine dritte Linse 1632 geleitet werden. Das übrige Licht 1620 trifft dann
auf eine zweite Farbtrennungsvorrichtung 1634, zum Beispiel
ein Dünnfilmfilter
oder dergleichen, um einen Lichtstrahl 1636 in einem zweiten
Farbband und einen Lichtstrahl 1638 in einem dritten Farbband
zu erzeugen. Das Licht 1636 in dem zweiten Farbband wird über einen
zweiten PBS 1642 zu einer zweiten Abbildungsvorrichtung 1640 gerichtet.
Der zweiten PBS 1642 kann eine Astigmatismuskompensation
an Licht in dem zweiten Farbband vornehmen. Das zweite Abbildungsvorrichtung 1640 richtet
Bildlicht 1644 in dem zweiten Farbband zu der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630.
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Das
Licht 1638 in dem dritten Farbband wird über einen
dritten PBS 1648 zu einer dritten Abbildungsvorrichtung 1646 gerichtet.
Der dritte PBS 1648 kann eine Astigmatismuskompensation
an Licht in dem dritten Farbband vornehmen. Die dritte Abbildungsvorrichtung 1646 richtet
Bildlicht 1650 in dem dritten Farbband zu der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630.
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Das
Bildlicht 1628, 1644 und 1650 in dem
ersten, dem zweiten und dem dritten Farbband wird in der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630 kombiniert
und als ein Vollfarbbildstrahl zu einer Projektionsoptik 1652 gerichtet.
Eine Polarisationsdrehungsoptik 1654, zum Beispiel Halbwellenverzögerungsplatten
oder dergleichen, können
zwischen den PBSs 1624, 1642 und 1648 und
der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630 angeordnet
sein, um die Polarisation des in der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung 1630 kombinierten
Lichts zu steuern. In der veranschaulichten Ausführungsform ist eine Polarisationsdrehungsoptik 1654 zwischen
der x-Würfel-Farbkombinierungsvorrichtung
1630 und dem ersten PBS und den dritten PBSs 1624 und 1648 angeordnet.
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Es
versteht sich, dass Varianten der veranschaulichten Ausführungsform
verwendet werden können. Anstatt
zum Beispiel Licht zu den Abbildungsvorrichtungen zu reflektieren
und dann das Bildlicht durchzulassen, können die PBSs Licht zu den
Abbildungsvorrichtungen senden und dann das Bildlicht reflektieren.
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Das
in 16 veranschaulichte Projektionssystem hat mehrere
Vorteile. Ein Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass der Mehrschichtfilm-PBS,
im Gegensatz zu einem McNeille-Polarisator, die Form eines kartesischen
Weitwinkel-Strahlteilers haben kann. Somit gestattet der Mehrschichtfilm-PBS
die Verwendung einer lichtstarken Beleuchtungsoptik, zum Beispiel
mit einer Öffnungszahl
von 2,5 oder kleiner, wodurch die Gesamteffizienz des Projektionssystems
verbessert werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der
Tatsache, dass die Mehrschichtfilm-PBSs jeweils für ihre jeweiligen
Farbbänder
optimiert werden können,
so dass der Polarisationskontrast des Bildlichts in jedem Farbband
hoch ist. Infolgedessen kann das Projektionssystem ohne Nachpolarisatoren
arbeiten. Des Weiteren braucht nur ein einzelner Vorpolarisator
verwendet zu werden, um alle Farbbänder zu erfassen, anstatt einen
separaten Vorpolarisator für
jedes Farbband zu verwenden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform
ist, dass der Mehrschicht-PBS relativ unempfindlich für eine Winkelausrichtung
ist, so dass das Projektionssystem 1600 einfacher auszurichten
ist.
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Weil
darüber
hinaus die PBSs für
ihre jeweiligen Farbbänder
optimiert werden können,
gibt es sehr wenig Lichtverlust im dunklen Zustand, weshalb der
Bildkontrast verbessert wird. Ein Kurvendiagramm, welches das Kontrastverhältnis (y-Achse)
als eine Funktion der Wellenlänge
(x-Achse) von einem Projektionssystem 1600 zeigt, ist in 17 dargestellt.
Um die in 17 gezeigten Daten zu erhalten,
wurden die Abbildungsvorrichtungen durch Viertelwellenspiegel ersetzt.
Ein Viertelwellenspiegel ist eine Kombination eines Viertelwellenverzögerers und
eines Aluminiumspiegels. Eine Ausrichtung des Viertelwellenverzögerers in
einer Richtung führt
zu keiner Polarisationsdrehung des reflektierten Lichts, so dass
das reflektierte Licht über die
PBSs zu der Lichtquelle zurück
gerichtet wird. Eine Neuausrichtung des Viertelwellenverzögerers führt zu einer
Drehung der Polarisation des reflektierten Lichts, so dass im Wesentlichen
das gesamte reflektierte Licht durch den PBS zu der Projektionslinse
gerichtet wird. Wie zu sehen ist, ist der Kontrast des projizierten
Bildes hoch und fällt
nirgends in dem Wellenlängenbereich
von etwa 425 nm–700
nm unter 400.
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Eine
weitere Ausführungsform
einer Projektionsmaschine 1800 ist in 18 veranschaulicht.
Diese Projektionsmaschine basiert auf der Verwendung von zwei Abbildungsvorrichtungen.
Die Beleuchtungsoptik kann derjenigen ähneln, die oben mit Bezug auf
die Projektionsmaschine 1600 beschrieben wurde, so dass sie
mit den gleichen Bezugszahlen markiert wird.
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Das
vorpolarisierte, homogenisierte Licht 1612 wird durch eine
erste Divergenzverringerungslinse 1614 geleitet und fällt auf
eine erste Farbtrennungsvorrichtung 1810. Die Farbtrennungsvorrichtung 1810 kann die
Form eines dielektrischen Dünnfilmfilters
haben. Licht 1818 in einem ersten Farbband wird zu einem
ersten PBS 1820 gerichtet. Das Licht 1818 kann
durch eine weitere Linse, 1822, oder ein Linsensystem geleitet
werden. Das Licht 1818 wird zu einer ersten Abbildungsvorrichtung 1824 gerichtet,
die dem reflektierten Licht 1826 ein Bild aufprägt. Das
Bildlicht 1826 passiert den PBS 1820 hin zu der
Farbkombinierungsvorrichtung 1828.
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Licht 1830,
das von dem ersten Farbband als ein zweites Farbband abgetrennt
wurde, wird zu dem zweiten PBS 1832 gerichtet, der das
Licht 1830 zu der zweiten Abbildungsvorrichtung 1834 richtet.
Das Licht 1830 kann eine oder mehrere Linsen 1831 passieren,
um seine Divergenz zu steuern. Die Abbildungsvorrichtung 1834 prägt dem reflektierten
Licht 1836 ein Bild auf. Das Bildlicht 1836 wird
dann in der Farbkombinierungsvorrichtung 1828 mit dem Bildlicht 1826 farbkombiniert.
Das Licht 1830 in dem zweiten Farbband kann durch einen
Farbmodulator 1838 farbmoduliert werden, indem es zum Beispiel
durch ein Farbrad geleitet wird, das durch einen Motor 1840 gedreht
wird. Das Farbrad enthält
Durchlassfilter 1842 und 1844 für mindestens zwei
verschiedene Farb-Teilbänder. Auf
diese Weise kann das Licht 1830 vorübergehend so moduliert werden, dass
es sich alternativ in dem ersten und in dem zweiten Farb-Teilband befindet.
Als ein veranschaulichendes Beispiel kann das Licht 1818 in
dem ersten Farbband blau sein, während
das Licht 1830 in dem zweiten Farbband grün und rot
ist. In einem solchen Fall hat das Farbrad in der Regel abwechselnde
grüne und
rote Durchlassfilter, so dass zu jedem Zeitpunkt das farbmodulierte
Licht 1846, das den zweiten PBS 1832 erreicht,
entweder grün
oder rot ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Licht 1818 in
dem ersten Farbband rot, während
das Licht 1830 in dem zweiten Farbband grün und blau
ist. Es versteht sich, dass noch weitere Lösungsansätze verwendet werden können, um
das Licht 1830 farbzumodulieren. Zum Beispiel kann der
Farbmodulator 1838 ein nach dem elektrooptischen Prinzip
arbeitender Farbmodulator sein, wie er zum Beispiel in "High throughput Color
Switch for Sequential Color Projection" von G. D. Sharp und Mitarbeitern, SID
2000 Digest, Aufsatz 9.4, 2000, beschrieben ist.
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Die
Abbildungsvorrichtungen 1824 und 1834 können durch
eine Steuereinheit 1850 betrieben werden, um die entsprechenden
Bilder zu den richtigen Zeitpunkten anzuzeigen. Der Farbmodulator 1838 kann
auch durch die Steuereinheit 1850 so gesteuert werden,
dass die Farbe des Lichts 1846, das durch den Farbmodulator
durchgelassen wird, mit dem Bild synchronisiert wird, das durch
die Abbildungsvorrichtung 1834 angezeigt wird.
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Die
PBSs 1820 und 1832 können eine Astigmatismuskompensation
zum Beispiel in der Weise vornehmen, wie es oben mit Bezug auf 11 beschrieben
wurde. Andere Lösungsansätze bezüglich eines
Astigmatismus' können ebenfalls
verwendet werden, wie zum Beispiel der, der unten mit Bezug auf 15 beschrieben
wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
eines Drei-Abbildungsvorrichtungs-Projektionssystems 1900 ist
schematisch in 19 veranschaulicht. Elemente
des Projektionssystems 1900, die denen des Projektionssystems 1600 ähneln, sind
mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
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In
dieser Ausführungsform
sind der erste und der zweite PBS 1924 und 1942 unter
Verwendung von Abdeckungen 1950 mit einem Brechungsindex
ausgestattet, der nahe dem Brechungsindex der mehrschichtigen Polarisationsfilme 1952 liegt.
Dies ist besonders für
Licht in Farbbändern
von Vorteil, die keine hoch- blautransparenten
Polarisationsfilme verwenden müssen,
wie zum Beispiel PET-basierte Polarisationsfilme. Andererseits wurde
festgestellt, dass PET-Filme weniger degradieren als andere Arten
von Mehrschichtfilmen, wenn sie mit blauem Licht beleuchtet werden,
so dass üblicherweise
ein PET-basierter Mehrschichtfilm für das blaue Farbband verwendet
wird. Das blaue Farbband reagiert auch empfindlich auf thermisch
induzierte Doppelbrechung, so dass es bevorzugt ist, dass die Abdeckung
eines PBS, der in dem blauen Farbband verwendet wird, einen geringen
Photoelastizitätsmodul
aufweist. Es ist darum üblich,
eine Abdeckung aus einem Glasmaterial mit relativ hohem Brechungsindex
für das
blaue Farbband zu verwenden, um einen PET-basierten Mehrschichtfilm
zu verwenden und die thermische Doppelbrechung zu verringern. Infolgedessen
kann der PBS 1948 in dem blauen Farbband immer noch eine
Astigmatismuskompensation erbringen.
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Da
das grüne
und das rote Farbband einen Mehrschichtfilm mit einer hohen optischen
Leistung verwenden können,
zum Beispiel einen PEN-basierten Film, können Glasabdeckungen mit einem
niedrigen Brechungsindex für
diese Farbbänder
verwendet werden, wodurch der Astigmatismus verringert wird, der
durch die PBSs 1924 und 1942 hervorgerufen wird.
Wenn zum Beispiel die Abdeckungen der PBSs 1924 und 1942 aus
SF12-Glas mit einem Brechungsindex von n = 1,62 bestehen, dann ist
der Astigmatismus klein, etwa 17 μm,
wenn der Mehrschichtfilm auf PEN basiert. Dementsprechend kann Licht
im grünen
und im roten Farbband PBSs verwenden, die keine Astigmatismuskompensation
enthalten. Der PBS 1948 für das blaue Farbband kann zum
Beispiel PBH55-Glas für
die Abdeckungen und eine Glasplatte aus PBH71 enthalten.
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Die
Länge des
optischen Pfades zwischen den Abbildungsvorrichtungen und der Projektionsoptik 1652 kann
auf ungefähr
einen gleichen Wert für
jedes jeweilige Lichtband eingestellt werden. Dies kann zum Beispiel
bewerkstelligt werden, indem man die physische Trennung zwischen
jeder Abbildungsvorrichtung und der Farbkombinierungsvorrichtung 1630 auf
jeweils verschiedene Werte einstellt oder indem man Glasabdeckungen
mit verschiedenen Dicken verwendet.
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Ein
weiterer Lösungsansatz
bezüglich
des Kompensierens von Astigmatismus in einem System, das nur eine
einzige Abbildungsvorrichtung verwendet, ist in der Ausführungsform
veranschaulicht, die in 12 gezeigt
ist. Licht 1202 von einer (nicht gezeigten) Lichtquelle
wird in Richtung der Abbildungsvorrichtung 1204 durch einen
PBS 1206 reflektiert, der aus einem MRPB-Film 1208 besteht,
der zwischen Glasprismen 1210 angeordnet ist. Das Bildlicht 1212,
das von der Abbildungsvorrichtung 1204 reflektiert wird,
wird durch den PBS 1206 durchgelassen. Das Bildlicht 1212 ist
infolge des Durchgangs durch den PBS 1206 astigmatisch.
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Das
Bildlicht 1212 wird durch einen astigmatismuskorrigierenden
Würfel 1214 geleitet,
der einen Film 1216 mit relativ niedrigem Brechungsindex
aufweist, der zwischen zwei Prismen 1218 mit relativ hohem
Brechungsindex angeordnet ist. Die Ebene des Films 1216 wird
um eine Rotationsachse 1220 gedreht, die senkrecht zu der
Rotationsachse 1222 des MRPB-Films 1208 in dem
PBS 1206 verläuft.
Die Dicke und der Winkel des Films 1216 können so
gewählt
sein, dass der Astigmatismus, der in dem PBS 1206 oder
in anderen Komponenten des Projektionssystems entsteht, verringert
oder im Wesentlichen korrigiert wird.
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In
einer Ausführungsform
kann der Würfel 1214 aus
einem MRPB-Film 1216 bestehen, der dem MRPB-Film 1208 ähnelt und
zwischen zwei Glasprismen 1218 angeordnet ist, die den
Glasprismen 1210 des PBS 1206 ähneln. In einem solchen Fall
wird der MRPB-Film 1216 so ausgerichtet, dass er das Bildlicht 1212 durchlässt. Der
zweite MRPB- Film 1216 kann
als ein Nachpolarisator verwendet werden, so dass der Kontrast erhöht wird,
indem weniger Licht in dem Polarisationszustand durchgelassen wird,
der durch den PBS 1206 gesperrt wird.
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Die
optischen Anforderungen des ersten MRPB-Films 1208, und
zwar hohe Durchlassfähigkeit
für den einen
Polarisationszustand und hohes Reflexionsvermögen für den anderen Polarisationszustand,
sind hoch, so dass ein guter Kontrast in dem Bildstrahl 1212 erhalten
wird. Das bedeutet, dass nur jene Abschnitte einer hergestellten
Länge von
MRPB-Film mit dem besten Leistungsverhalten zur Verwendung als der
erste MRPB-Film 1208 geeignet
sind. Jedoch sind die optischen Anforderungen des zweiten MRPB-Films 1216 weniger
streng, weil er nicht das primäre
Mittel zum Erzeugen von Kontrast ist und überwiegend zur Astigmatismuskompensation
und zur Bereinigung verwendet wird. Das Extinktionsverhältnis für durchgelassenes
Licht kann im Bereich von 100:1–10:1
liegen. Darum kann der zweite MRPB-Film 1216 aus sich suboptimal
verhaltenden Abschnitten einer hergestellten Länge von MRPB-Film bestehen,
wodurch der Anteil einer hergestellten Länge von MRPB-Film, der brauchbar
ist, erhöht
werden kann.
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Der
Würfel 1214 kann
auch ein MacNeille-PBS mit einer dicken Platte sein. Es ist möglich, den MacNeille-PBS
in dieser Ausführungsform
zu verwenden, weil er lediglich eine Durchlassfunktion erfüllt und Licht,
das durch den MacNeille-PBS reflektiert wird und gemischte Polarisationszustände aufweist,
vernachlässigt
wird. Wenn ein MacNeille-PBS verwendet wird, so kann der zweite
Würfel
aus BK7-Glas bestehen.
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Es
versteht sich, dass die Ausführungsform
der Astigmatismuskorrektur, die in 12 veranschaulicht ist,
auch in einem Mehrabbildungsvorrichtungskern implementiert sein
kann, wobei eine Farbtrennungs-/- kombinierungsvorrichtung
zwischen dem PBS 1206 und den Abbildungsvorrichtungen verwendet
wird.
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Eine
weitere konkrete Ausführungsform
zur Astigmatismuskorrektur, die zum Korrigieren von Astigmatismus
in einer Projektionsmaschine 1300, die auf zwei Abbildungsvorrichtungen
basiert, von Vorteil ist, ist schematisch in 13 veranschaulicht.
In dieser Ausführungsform
fällt Licht 1302a und 1302b von
einer (nicht veranschaulichten) Lichtquelle auf jeweilige kartesische
PBSs 1304a und 1304b. Die verschiedenen Lichtstrahlen 1302a und 1302b können durch
Trennen des Lichts von einer Lichtquelle unter Verwendung eines reflektierenden
dichroitischen Filters oder durch ein anderes geeignetes Verfahren
zum Bilden zweier Farbbänder
erzeugt werden. Die PBSs 1304a und 1304b können jeweilige
MRPB-Filme 1306a und 1306b zum Reflektieren von
Licht in einem bestimmten Polarisationszustand verwenden. Das Licht 1308a und 1308b,
das von den PBSs 1304a und 1304b reflektiert wird,
wird zu den jeweiligen Abbildungsvorrichtungen 1314 und 1318 gerichtet.
Bildlicht 1312a, das durch die erste Abbildungsvorrichtung 1314 reflektiert
wird, wird durch den PBS 1304a zu der dichroitischen Kombinierungsvorrichtung 1310 durchgelassen.
Bildlicht 1312b, das durch die zweite Abbildungsvorrichtung 1318 reflektiert
wird, wird durch den PBS 1304b zu der dichroitischen Kombinierungsvorrichtung 1310 durchgelassen.
Das Bildlicht 1312a in dem ersten Farbband wird durch die
dichroitische Kombinierungsvorrichtung 1310 durchgelassen,
während
das Bildlicht 1312b in dem zweiten Farbband durch die dichroitische
Kombinierungsvorrichtung 1310 reflektiert wird, um es mit
dem ersten Bildlicht 1312a zu kombinieren und die kombinierte
Bildlichtausgabe 1320 zu erzeugen.
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Die
dichroitische Kombinierungsvorrichtung 1310 wird aus zwei
Prismen 1322 und 1324, in der Regel Glasprismen,
gebildet. Die Prismen 1322 und 1324 bestehen aus
einem Material mit einem ersten Brechungsindex. Jedes Prisma 1322 und 1324 hat
eine jeweilige Platte 1326 und 1328 aus Material
mit hohem Brechungsindex, zum Beispiel Glas mit hohem Brechungsindex,
entlang ihrer Basis. Ein dichroitischer Film 1330 ist zwischen
den zwei Platten 1326 und 1328 aus Material mit
hohem Brechungsindex angeordnet.
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Die
Dicken der Platten 1326 und 1328 aus Material
mit hohem Brechungsindex sind so gewählt, dass sie Astigmatismus
im Wesentlichen reduzieren, zum Beispiel den Astigmatismus, der
in den PBSs 1304a und 1304b entsteht. Die Platten 1326 und 1328 können so
gewählt
sein, dass sie gleiche Dicken haben, wie veranschaulicht. Die Platten 1326 und 1328 können auch
so gewählt
sein, dass eine Platte dicker als die andere ist, wie in 14 gezeigt.
Diese letztere Ausführungsform
kann zum Beispiel von Vorteil sein, wenn festgestellt wird, dass
ein Farbband mehr Astigmatismuskorrektur als das andere Farbband
erfordert. Zum Beispiel kann festgestellt werden, dass das Farbband
mit dem kürzeren
Wellenlängenbereich
weniger Astigmatismuskorrektur erfordert als das Licht in dem längeren Wellenlängenband.
Wenn die erste Platte 1326a eine Dicke d1 hat und die zweite
Platte 1328a eine Dicke d2 hat, so passiert das Licht 1312a in
dem ersten Farbband eine kombinierte Dicke aus Material mit hohem
Brechungsindex von d1 + d2. Andererseits passiert Licht 1312b in
dem zweiten Farbband eine kombinierte Dicke aus Material mit hohem
Brechungsindex von 2 × d2.
Wenn also d1 > d2,
so erfährt
das Bildlicht 1312a in dem ersten Farbband einen größeren Betrag
an Astigmatismuskorrektur als das Bildlicht 1312b in dem
zweiten Farbband.
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Zusätzlich zum
Hinzufügen
von Platten mit hohem Brechungsindex oder mit niedrigem Brechungsindex
zu dem optischen System zur Astigmatismusverringerung kann Astigmatismus
auch durch den Einbau einer keilförmigen Komponente in das optische
System verringert werden. Eine konkrete Ausführungsform eines keilförmigen Astigmatismuskorrekturelements
ist in 15 zu sehen, die einen PBS 1500 zeigt,
der aus zwei Glasprismen 1502 und 1504 gebildet
ist, zwischen denen ein MRPB-Film 1506 angeordnet ist.
Licht 1508 von einer (nicht gezeigten) Lichtquelle wird
durch den MRPB-Film 1506 zu mindestens einer Abbildungsvorrichtung 1510 reflektiert.
Wenn mehr als eine Abbildungsvorrichtung 1510 verwendet
wird, so kann ein Farbprisma 1512 zwischen dem PBS 1500 und
den mehreren Abbildungsvorrichtungen angeordnet sein.
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Eine
Keilplatte 1514 ist zwischen dem MRPB-Film 1506 und
einem der Prismen 1502 und 1504 angeordnet. Die
Keilplatte 1514 kann aus einem beliebigen geeigneten transparenten
Material bestehen. Zum Beispiel kann die Keilplatte 1514 aus
Glas oder Polymer hergestellt sein. In einer konkreten Ausführungsform
besteht die Keilplatte 1514 aus einem optischen Klebstoff,
wie zum Beispiel Norland 61, der den MRPB-Film 1506 an
dem Prisma 1504 befestigt.
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Die
Ausführungsform
wird anhand eines Beispiels näher
veranschaulicht. Für
Glasprismen
1502 und
1504 aus SF57-Glas und eine
MRPB-Film/Klebstoffschichtdicke von 225 μm liegt der Keilwinkel, a, der
für die Astigmatismuskorrektur
erforderlich ist, zwischen 0,15° und
0,25°. Für diese
Berechnung wurde ein Raytracing-Programm,
ZEMAX, verwendet. Für
eine Prismenhöhe
h ist die Keildicke, w, auf der breiten Seite des Keils
1514,
durch folgenden Ausdruck gegeben:
wobei
h = 35 mm beträgt
und die Dicke, w, auf einen Wert von 129 μm berechnet ist, so dass die Änderung der
Länge des
optischen Pfades in der Mitte des PBS gleich 65 μm beträgt. Der Keil kann aus optischem
Klebstoff bestehen, indem ein 129 μm messender Abstandshalter auf
einer Seite des Prismas
1504 angeordnet wird und der entstandene
keilförmige
Raum mit optischem Klebstoff ausgefüllt wird. Der optische Klebstoff kann
dann mittels UV-Licht ausgehärtet
werden.
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Die
Abstandshalter können
Glas- oder Kunststoffkugeln sein, die lediglich entlang der breiten
Seite des Keils angeordnet werden. Alternativ können die Abstandshalter Strukturen
sein, die in den MRPB-Film 1506 geprägt oder an dem PBS-Prisma 1504 angebracht
sind. Wenn die Fertigungstoleranzen ausreichend hoch sind, braucht
auch gar kein Abstandshalter vorhanden zu sein. Eine Maschine kann
automatisch den Spalt für
den mit Klebstoff aufzufüllenden
Keil während
der Fertigung herstellen, indem einfach eines der Prismen relativ
zum anderen geneigt wird. Die Form des anderen Prismas 1502 kann
so eingestellt werden, dass Nichtparallelität in dem PBS 1500 in
dem Abbildungspfad korrigiert wird.
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Einer
der Vorteile der Verwendung eines keilförmigen Elements 1514 zum
Kompensieren von Astigmatismus ist, dass die Gesamtdicke des PBS
kleiner sein kann als zum Beispiel die Ausführungsform, die in 11 veranschaulicht
ist, wo die Hinzufügung
der Platte mit hohem Brechungsindex den optischen Pfad um über 2,8
mm verlängerte.
Da der Keilwinkel klein ist, kann der Keil 1514 einfach
aus dem Klebstoff gebildet werden, der verwendet wird, um den MRPB-Film 1506 an
den Prismen 1502 und 1504 zu befestigen. Es werden
keine zusätzlichen
optischen Komponenten, wie zum Beispiel Platten, in der keilförmigen PBS-Baugruppe benötigt. Es
versteht sich, dass eine Keilastigmatismuskompensation auch bei
anderen Komponenten verwendet werden kann, zum Beispiel in einer
dichroitischen Trennungs- /Kombinierungsvorrichtung
oder in einer X-Würfel-Kombinierungsvorrichtung.
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Es
versteht sich, dass ein Einzelabbildungsvorrichtungs-Projektionssystem,
wie es in 15 veranschaulicht ist, auch
verschiedene Arten von astigmatismusreduziertem PBS verwenden kann.
Zum Beispiel kann der PBS 1500 durch einen PBS wie zum
Beispiel den PBS 1100 ersetzt werden, der in 11 veranschaulicht
ist. Gleichermaßen
kann der astigmatismusreduzierte PBS 1500 in Mehrabbildungsvorrichtungs-Projektionssystemen
verwendet werden, zum Beispiel den Mehrabbildungsvorrichtungs-Projektionssystemen,
die schematisch in den 16 und 18 veranschaulicht
sind.
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Wie
oben angemerkt, findet die vorliegende Erfindung auf Anzeigevorrichtungen
Anwendung, und es wird davon ausgegangen, dass sie besonders nützlich für die Verringerung
des Astigmatismus' in
einem Projektionssystem ist, zum Beispiel des Astigmatismus', der durch einen
Polarisationsstrahlteiler hervorgerufen wird, der einen polymeren
mehrschichtigen, reflektierenden Polarisationsstrahlteilerfilm verwendet.
Ein üblicher
Typ eines polymeren mehrschichtigen, reflektierenden Polarisationsstrahlteilerfilms
ist ein Mehrschichtfilm mit angepasstem Brechungsindex. Die Erfindung
kann auch zum Verringern von Astigmatismus verwendet werden, der
in anderen Komponenten des Projektionssystems entsteht. Des Weiteren
findet die Erfindung auf Projektionssysteme mit einem weiten Bereich
von Öffnungszahlen
Anwendung, aber es wird davon ausgegangen, dass sie besonders in
Projektionssystemen mit einer niedrigen Öffnungszahl von Nutzen ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht als auf die oben beschriebenen konkreten
Beispiele beschränkt
anzusehen, sondern ist vielmehr so zu verstehen, dass sie sämtliche
Aspekte der Erfindung umfasst, wie sie angemessen in den angehängten Ansprüchen dargelegt
sind. Verschiedene Modifikationen, äquivalente Prozesse sowie zahlreiche
Strukturen, auf die die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann,
fallen dem einschlägig
bewanderten Fachmann ohne Weiteres beim Studium der vorliegenden
Spezifikation ein. Es ist beabsichtigt, dass die Ansprüche derartige
Modifikationen und Vorrichtung mit einschließen.
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Schlüssel zu den Figuren
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1
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- Rays with y-Polarization = Strahlen mit y-Polarisation
- Control = Steuerung
- Rays with x-Polarization = Strahlen mit x-Polarisation
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17
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- Contrast = Kontrast
- Wavelength = Wellenlänge