DE102008029788B4

DE102008029788B4 - projection system

Info

Publication number: DE102008029788B4
Application number: DE102008029788.7A
Authority: DE
Inventors: Enrico Geissler; Dr. Nieten Christoph; Günther Rudolph; Dr. Pretorius Marco
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: DE102008029788A1

Abstract

Projektionssystem mit einer ersten Kippspiegelmatrix (3), einer zweiten Kippspiegelmatrix (5) und einer Abbildungsoptik (4), die die erste Kippspiegelmatrix (3) auf die zweite Kippspiegelmatrix (5) abbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik (4) eine erste Linse (8), die als Plankonvex-Linse ausgebildet ist, und eine zweite Linse (9), die als rückseitenverspiegelte Linse ausgebildet ist, umfaßt, wobei die konvexe Seite (F2) der ersten Linse (8) als asphärische Fläche ausgebildet ist, die genau eine Spiegelsymmetrieebene aufweist und die gegenüber der planen Seite (F1) der ersten Linse (8) gekippt ist.Projection system having a first tilting mirror matrix (3), a second tilting mirror matrix (5) and an imaging optics (4) which images the first tilting mirror matrix (3) onto the second tilting mirror matrix (5), characterized in that the imaging optics (4) comprise a first lens (8), which is formed as a plano-convex lens, and a second lens (9), which is designed as a rear-side mirrored lens, wherein the convex side (F2) of the first lens (8) is formed as an aspheric surface which exactly has a mirror symmetry plane and which is tilted with respect to the flat side (F1) of the first lens (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Projektionssystem ist beispielsweise aus der EP 1 269 756 B1 und der WO 2008/068257 A1 bekannt. The present invention relates to a projection system according to the preamble of claim 1. Such a projection system is known for example from EP 1 269 756 B1 and the WO 2008/068257 A1 known.

Bei einem solchen Projektionssystem wird durch die optische Hintereinanderschaltung zweier Kippspiegelmatrizen der Vorteil erreicht, daß der Schwarzlichtpegel im projizierten Bild (also die Resthelligkeit eines an sich schwarzen Bildpunktes) im Vergleich zu Projektionssystemen mit nur einer einzigen Kippspiegelmatrix deutlich verringert werden kann. In such a projection system is achieved by the optical series connection of two tilting mirror matrices the advantage that the black light level in the projected image (ie the residual brightness of a black pixel itself) can be significantly reduced compared to projection systems with only a single tilting mirror matrix.

Jedoch ist es sehr schwierig, die Abbildung der ersten Kippspiegelmatrix auf die zweite Kippspiegelmatrix mittels der Abbildungsoptik in hoher Qualität durchzuführen. Dies liegt insbesondere daran, daß bei Kippspiegelmatrizen die Strahlenbündel des reflektieren Lichtes, das zur Bilderzeugung verwendet wird, nicht senkrecht zur Modulatorfläche verläuft, sondern unter einem durch die Kippstellung der Kippspiegel vorgegebenen Winkel. Auch ein kompakter optischer Aufbau wird dadurch erschwert. However, it is very difficult to perform the mapping of the first tilting mirror matrix onto the second tilting mirror matrix by means of the imaging optics in high quality. This is due in particular to the fact that in the case of tilting-mirror matrices, the beams of the reflected light used for image formation do not run perpendicular to the modulator surface, but at an angle determined by the tilting position of the tilting mirrors. Even a compact optical design is made more difficult.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, das Projektionssystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein kompakter optischer Aufbau bei gleichzeitig guter Abbildungsqualität realisiert werden kann. Proceeding from this, it is an object of the invention to develop the projection system of the type mentioned so that a compact optical design can be realized at the same time good image quality.

Die Aufgabe wird beim Projektionssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Abbildungsoptik eine erste Linse, die als Plankonvex-Linse ausgebildet ist, und eine zweite Linse, die als rückseitenverspiegelte Linse ausgebildet ist, umfaßt, wobei die konvexe Seite der ersten Linse als asphärische Fläche ausgebildet ist, die genau eine Spiegelsymmetrieebene aufweist, die gegenüber der Planseite der ersten Linse gekippt ist. The object is achieved in the projection system of the type mentioned above in that the imaging optics comprises a first lens, which is designed as a plano-convex lens, and a second lens, which is designed as a back-side mirrored lens, wherein the convex side of the first lens as aspherical Surface is formed, which has exactly one mirror symmetry plane which is tilted with respect to the plan side of the first lens.

Durch diese Ausbildung der Abbildungsoptik ist es möglich, die Abbildungsfehler der Abbildungsoptik bei gleichzeitiger Verringerung der Anzahl der Elemente der Abbildungsoptik zu minimieren. Due to this design of the imaging optics, it is possible to minimize the aberrations of the imaging optics while reducing the number of elements of the imaging optics.

Insbesondere kann die Abbildungsoptik nur die Plankonvex-Linse und die rückseitenverspiegelte Linse aufweisen. In particular, the imaging optics may have only the plano-convex lens and the rear-side mirrored lens.

Die rückseitenverspiegelte Linse weist bevorzugt nur sphärische Grenzflächen auf. Beim erfindungsgemäßen Projektionssystem kann die Abbildungsoptik eine Aperturblende aufweisen, die mit der Normalen der Modulatorfläche der ersten Kippspiegelmatrix ohne etwaige Strahlengangfaltung einen Winkel von ungleich 90° einschließt. The rear-side mirrored lens preferably has only spherical interfaces. In the projection system according to the invention, the imaging optics can have an aperture diaphragm which, with the normal of the modulator surface of the first tilting mirror matrix, includes an angle not equal to 90 ° without any optical path folding.

Durch die gekippte Anordnung der Aperturblende kann die Abbildungsoptik so ausgebildet werden, daß die Abbildungsfehler minimiert werden können. Due to the tilted arrangement of the aperture diaphragm, the imaging optics can be formed so that the aberrations can be minimized.

Unter Strahlengangfaltungen werden hier alle Strahlengangfaltungen verstanden, die keine abbildende Eigenschaft aufweisen. Es handelt sich damit also um Strahlengangfaltungen an ebenen Flächen. Diese dienen zur Erhöhung der Kompaktheit der Vorrichtung, haben aber keinen Einfluß auf die Abbildungsgüte der Abbildungsoptik, so daß die Kippung der Aperturblende auf die Modulatorfläche ohne etwaige Strahlengangfaltungen bezogen ist. In this case, beam path convolutions are understood as all beam path convolutions which have no imaging property. So this is about optical path folds on flat surfaces. These serve to increase the compactness of the device, but have no influence on the imaging quality of the imaging optics, so that the tilt of the aperture diaphragm is related to the modulator without any optical path folds.

Beim erfindungsgemäßen Projektionssystem kann die Modulatorfläche der ersten Kippspiegelmatrix in einer Modulatorebene und die Modulatorfläche der zweiten Kippspiegelmatrix in der Modulatorebene oder einer dazu parallelen Ebene angeordnet sein und kann zwischen den Kippspiegelmatrizen einerseits und der Abbildungsoptik andererseits eine Umlenkoptik angeordnet sein, die den Strahlengang zwischen der Abbildungsoptik und der jeweiligen Kippspiegelmatrix zumindest einmal faltet. In the projection system according to the invention, the modulator face of the first tilting mirror matrix can be arranged in a modulator plane and the modulator face of the second tilting mirror matrix in the modulator plane or a plane parallel thereto and a deflection optics can be arranged between the tilting mirror matrices on the one hand and the imaging optics on the other hand, the optical path between the imaging optics and the respective tilting mirror matrix folds at least once.

Mit dieser Umlenkoptik kann eine kompakte Ausbildung des Projektionssystems sichergestellt werden. Insbesondere besteht genügend Platz für die notwendige Ansteuerelektronik der Kippspiegelmatrizen, so daß die Ansteuerelektroniken nicht in den Bereich der Abbildungsoptiken, der für die Abbildung benötigt wird, hineinstehen. With this deflection optics, a compact design of the projection system can be ensured. In particular, there is sufficient space for the necessary control electronics of the tilting mirror matrices, so that the control electronics do not protrude into the region of the imaging optics required for the imaging.

Das erfindungsgemäße Projektionssystem kann ein Beleuchtungsmodul aufweisen, das die erste Kippspiegelmatrix so mit Licht beleuchtet, daß die Lichtbeaufschlagung senkrecht zur Modulatorfläche der ersten Kippspiegelmatrix erfolgt, und kann die Abbildungsoptik das von den sich in der ersten Kippstellung befindenden Kippspiegeln der ersten Kippspiegelmatrix reflektierte Licht unter einem solchen Winkel auf die zweite Kippspiegelmatrix abbilden, daß das von den sich in der ersten Kippstellung befindenden Kippspiegeln der zweiten Kippspiegelmatrix reflektierte Licht senkrecht zur Modulatorfläche der zweiten Kippspiegelmatrix verläuft. The projection system according to the invention can have an illumination module that illuminates the first tilting mirror matrix with light in such a way that the light is applied perpendicular to the modulator surface of the first tilting mirror matrix, and the imaging optics can be that of the ones in the first tilted position reflect reflected light at an angle to the second tilting mirror matrix such that the light reflected by the tilting mirrors of the second tilting mirror matrix located in the first tilting position is perpendicular to the modulator surface of the second tilting mirror matrix.

Damit werden die durch die Kippstellungen vorgegebenen Winkel optimal ausgenutzt. Insbesondere ist die Abbildungsoptik leichter zu justieren. Auch kann eine der zweiten Kippspiegelmatrix nachgeordnete Projektionsoptik leichter justiert werden, da das von den sich in der erste Kippstellung befindenden Kippspiegeln reflektierte Licht senkrecht zur Modulatorfläche der zweiten Kippspiegelmatrix verläuft. Thus, the predetermined by the tilt positions angle are optimally utilized. In particular, the imaging optics are easier to adjust. It is also easier to adjust a projection optics arranged downstream of the second tilting mirror matrix since the light reflected by the tilting mirrors located in the first tilting position runs perpendicular to the modulator surface of the second tilting mirror matrix.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Projektionssystems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further developments of the projection system according to the invention are specified in the dependent claims.

Die Abbildungsoptik kann insbesondere als 1:1-Abbildungsoptik ausgebildet sein. Sie kann jedoch auch als vergrößernde oder verkleinernde Abbildungsoptik ausgebildet sein. The imaging optics can be designed in particular as a 1: 1 imaging optics. However, it can also be designed as magnifying or reducing imaging optics.

Das erfindungsgemäße Projektionssystem kann insbesondere als Projektor für Anwendungen in einem Planetarium so ausgebildet sein, daß das zu projizierende Bild auf eine gekrümmte Projektionsfläche projiziert wird. Die gekrümmte Projektionsfläche kann Teil einer Planetariumskuppel sein. Bei dieser Ausbildung erfolgt die Projektion in der Regel im Dunklen, so daß die erreichte Schwarzpegelreduzierung eine deutliche Bildverbesserung mit sich bringt. The projection system according to the invention can be designed in particular as a projector for applications in a planetarium in such a way that the image to be projected is projected onto a curved projection surface. The curved projection surface can be part of a planetarium dome. In this design, the projection is usually done in the dark, so that the black level reduction achieved brings a significant image improvement with it.

Das Projektionssystem kann ferner als Projektor für die Frontprojektion oder als Projektor für die Rückprojektion ausgebildet sein. Die Projektionsfläche kann Bestandteil des Projektors sein. The projection system can also be designed as a projector for the front projection or as a projector for the rear projection. The projection surface can be part of the projector.

Die Abbildungsoptik und/oder die Umlenkoptik kann für das vom Licht durchlaufenden Material ein einziges Material nutzen. So können die Linsen der Abbildungsoptik und die Umlenkprismen der Umlenkoptik aus dem gleichen Material hergestellt sein. The imaging optics and / or the deflection optics can use a single material for the material passing through the light. Thus, the lenses of the imaging optics and the deflection prisms of the deflection optics can be made of the same material.

Ferner kann das Projektionssystem noch weitere, dem Fachmann bekannte Teile bzw. Module aufweisen, damit das gewünschte Bild projiziert werden kann. Furthermore, the projection system can have further parts or modules known to the person skilled in the art so that the desired image can be projected.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail for example with reference to the accompanying drawings, which also disclose characteristics essential to the invention. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektors; 1 a schematic view of an embodiment of the projector according to the invention;

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Lichtmodulation mit den beiden Kippspiegelmatrizen 3, 5 des Projektors 1 von 1; 2 a schematic representation for explaining the light modulation with the two tilting mirror matrices 3 . 5 of the projector 1 from 1 ;

3 eine perspektivische Ansicht der Abbildungsoptik 4 des Projektors 1 von 1; 3 a perspective view of the imaging optics 4 of the projector 1 from 1 ;

4 eine Draufsicht der Abbildungsoptik 4 des Projektors1 von 1, und 4 a plan view of the imaging optics 4 of the projector1 of 1 , and

5 eine Seitenansicht der Abbildungsoptik des Projektors 1 von 1. 5 a side view of the imaging optics of the projector 1 from 1 ,

Bei der in 1 schematisch gezeigten Ausführungsform umfaßt der erfindungsgemäße Projektor 1 zum Projizieren eines Bildes eine Lichtquelle 2, einen Beleuchtungsmodulator 3, eine Abbildungsoptik 4, einen Bildmodulator 5, eine Projektionsoptik 6 sowie eine Steuereinheit 7. At the in 1 schematically shown embodiment comprises the projector according to the invention 1 for projecting an image, a light source 2 , a lighting modulator 3 , an imaging optics 4 , an image modulator 5 , a projection optics 6 and a control unit 7 ,

Die beiden Modulatoren 3, 5 sind jeweils als Kippspiegelmatrix ausgebildet, die n x m Kippspiegel in Spalten und Zeilen aufweisen, wobei die Kippspiegel voneinander unabhängig in eine erste und in eine zweite Kippstellung gebracht werden können. The two modulators 3 . 5 are each formed as Kippspiegelmatrix having nxm tilting mirrors in columns and rows, wherein the tilting mirror can be brought independently of each other in a first and in a second tilted position.

Die Abbildungsoptik 4 ist als 1:1-Abbildungsoptik mit einer ersten Plankonvex-Linse 8 und einer zweiten rückseitenverspiegelten Linse 9 ausgebildet und bildet jeden Kippspiegel des Beleuchtungsmodulators 3 genau auf einen Kippspiegel des Bildmodulators 5 ab, so daß zu jedem Kippspiegel (nachfolgend auch Beleuchtungspixel genannt) des Beleuchtungsmodulators 3 genau ein Kippspiegel (nachfolgend auch Bildpixel genannt) des Bildmodulators 5 zugeordnet ist. Es sind auch andere Zuordnungen von Bild- und Beleuchtungspixeln möglich. So kann z. B. ein Versatz in Zeilenrichtung so bewirkt werden, daß jedes Bildpixel durch zwei Beleuchtungspixel (jeweils zur Hälfte) beleuchtet wird. The imaging optics 4 is as a 1: 1 imaging optics with a first plano-convex lens 8th and a second rear-mirrored lens 9 formed and forms each tilting mirror of the illumination modulator 3 exactly on a tilting mirror of the image modulator 5 from, so that to each tilting mirror (hereinafter also called illumination pixels) of the illumination modulator 3 exactly one tilting mirror (also called image pixel below) of the image modulator 5 assigned. There are also other associations of image and Illumination pixels possible. So z. B. an offset in the row direction can be effected so that each image pixel is illuminated by two illumination pixels (each half).

Die beiden Modulatoren 3 und 5 werden von der Steuereinheit 7 basierend auf zugeführten Bilddaten BD so angesteuert, daß der Beleuchtungsmodulator 3, der mit dem Licht (z.B. weißem Licht) der Lichtquelle 2 beaufschlagt wird, eine flächig modulierte Lichtquelle für den Bildmodulator 5 ist, mit dem das zu projizierende Bild erzeugt bzw. moduliert wird, das dann mittels der Projektionsoptik 6 auf eine Projektionsfläche 10 projiziert wird. The two modulators 3 and 5 be from the control unit 7 based on supplied image data BD so controlled that the illumination modulator 3 that with the light (eg white light) of the light source 2 is applied, a surface modulated light source for the image modulator 5 is with which the image to be projected is generated or modulated, which then by means of the projection optics 6 on a projection screen 10 is projected.

Der Beleuchtungsmodulator kann so angesteuert werden, daß nur das von den Kippspiegeln des Beleuchtungsmodulators reflektierte Licht, die einem Kippspiegel des Bildmodulators zugeordnet sind, der eine nicht schwarzen Bildpunkt im Bild erzeugen soll, auf den Bildmodulator 5 abgebildet wird. Dadurch kann erreicht werden, daß Bildpixel des Bildmodulators, die schwarze Bildpunkte darstellen sollen, nicht mit Licht beaufschlagt werden (da die zugeordneten Beleuchtungspixel bzw. das von diesen reflektierte Licht nicht auf dem Bildmodulator abgebildet wird). Dies führt vorteilhaft dazu, daß der Schwarzpegel (also die unerwünschte Resthelligkeit eines schwarzen Bildpunktes im tatsächlich projizierten Bild) deutlich reduziert werden kann. The illumination modulator can be controlled so that only the reflected light from the tilting mirrors of the illumination modulator associated with a tilting mirror of the image modulator intended to produce a non-black pixel in the image is applied to the image modulator 5 is shown. It can thereby be achieved that light is not applied to image pixels of the image modulator which are intended to represent black pixels (since the associated illumination pixels or the light reflected thereby is not imaged on the image modulator). This advantageously results in that the black level (ie the unwanted residual brightness of a black pixel in the actual projected image) can be significantly reduced.

Bevor die in 3 bis 5 gezeigte konkrete Ausbildung der Abbildungsoptik 4 sowie die Anordnung der beiden Kippspiegelmatrizen 3 und 5 näher beschrieben wird, soll zunächst in Verbindung mit der schematischen Darstellung von 2 erläutert werden, wie die Lichtmodulation mit den beiden Kippspiegelmatrizen 3 und 5 bewirkt wird. Before the in 3 to 5 shown concrete training of imaging optics 4 as well as the arrangement of the two tilting mirror matrices 3 and 5 will be described in more detail, is first in conjunction with the schematic representation of 2 be explained how the light modulation with the two tilting mirror arrays 3 and 5 is effected.

In 2 ist stellvertretend für jede Kippspiegelmatrix 3, 5 jeweils nur ein einziger Kippspiegel K3, K5 in seinen beiden möglichen Kippstellungen eingezeichnet. Die Kippspiegel K3 und K5 sind in einer Schnittdarstellung gezeigt, die so gewählt ist, daß die jeweilige Kippachse der beiden Kippspiegel K3 und K5 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Nachdem die beiden Modulatoren 3 und 5 in einer gemeinsamen Ebene E liegen, liegen die Kippachsen der Kippspiegel K3 und K5 in dieser Ebene E, die in der Schnittdarstellung von 2 als gestrichelte Linie dargestellt ist. In 2 is representative of each tilting mirror matrix 3 . 5 in each case only a single tilting mirror K3, K5 shown in its two possible tilted positions. The tilting mirrors K3 and K5 are shown in a sectional view, which is selected such that the respective tilting axis of the two tilting mirrors K3 and K5 runs perpendicular to the plane of the drawing. After the two modulators 3 and 5 lie in a common plane E, the tilt axes of the tilting mirror K3 and K5 are in this plane E, in the sectional view of 2 is shown as a dashed line.

Der Kippspiegel K3 des Modulators 3 kann entweder in seiner ersten Kippstellung S1 oder in einer zweiten Kippstellung S2 stehen. Beide Kippstellungen sind um 12° gegenüber der Ebene E geneigt. In 2 sind zwar beide Kippstellungen S1 und S2 eingezeichnet. Natürlich kann der Kippspiegel K3 zu einem Zeitpunkt immer nur in einer der beiden Kippstellungen S1, S2 stehen. Gleiches gilt für den Kippspiegel K5 des Bildmodulators 5. Der Kippspiegel K5 kann entweder in seiner ersten Stellung S3 oder in seiner zweiten Stellung S4 stehen. The tilting mirror K3 of the modulator 3 can either be in its first tilt position S1 or in a second tilt position S2. Both tilt positions are inclined by 12 ° with respect to the plane E. In 2 Although both tilt positions S1 and S2 are shown. Of course, the tilting mirror K3 can only ever be in one of the two tilt positions S1, S2 at any one time. The same applies to the tilting mirror K5 of the image modulator 5 , The tilting mirror K5 can be either in its first position S3 or in its second position S4.

Im Betrieb des Projektors 1 wird der Kippspiegel K3 mit Licht L1 der Lichtquelle 2 so beaufschlagt, daß das Licht L1 senkrecht zur Ebene E auf den Kippspiegel K3 trifft. Wenn der Kippspiegel K3 in seiner zweiten Stellung S2 steht, wird das Licht, da der Kippspiegel K3 relativ zur Ebene E gegen den Uhrzeigersinn um 12° verkippt ist, unter einem Winkel von 24° zur Einfallsrichtung des Lichtes L1 als sogenanntes Aus-Licht L2 auf eine nicht gezeigte Strahlfalle reflektiert. Dieses Aus-Licht L2 wird nicht zur Beleuchtung des Bildmodulators 5 verwendet. In the operation of the projector 1 is the tilting mirror K3 with light L1 of the light source 2 acted upon so that the light L1 perpendicular to the plane E meets the tilting mirror K3. When the tilting mirror K3 is in its second position S2, the light, since the tilting mirror K3 is tilted counterclockwise by 12 ° relative to the plane E at an angle of 24 ° to the direction of incidence of the light L1 as a so-called off-light L2 reflects a beam trap, not shown. This off-light L2 will not illuminate the image modulator 5 used.

Wenn jedoch der Kippspiegel K3 in seiner ersten Stellung S1 steht, wird das Licht als sogenanntes Ein-Licht L3 unter einem Winkel von 24° relativ zur Einfallsrichtung des Lichtes L1 reflektiert. Dieses Ein-Licht L3 wird, wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird, mittels der Abbildungsoptik 4 auf den zugeordneten Kippspiegel K5 des Bildmodulators 5 abgebildet. Die Einfallsrichtung des Ein-Lichtes L3 auf den Kippspiegel K5 ist dabei so gewählt, daß das reflektierte Licht L4, wenn der Kippspiegel K5 in seiner ersten Stellung S3 steht, senkrecht zur Ebene E verläuft. Dazu weist das auf den Kippspiegel K5 einfallende Licht L3 einen Winkel von 24° zum Lot auf die Ebene E auf. Dies führt bei der ersten Kippstellung S3 des Kippspiegels K5 zu der gewünschten Reflexion, so daß das Licht als Ein-Licht L4 mittels der Projektionsoptik 6 auf die Projektionsfläche 10 projiziert werden kann. However, when the tilting mirror K3 is in its first position S1, the light is reflected as so-called on-light L3 at an angle of 24 ° relative to the incident direction of the light L1. This on-light L3, as described in more detail below, by means of the imaging optics 4 on the associated tilting mirror K5 of the image modulator 5 displayed. The direction of incidence of the on-light L3 on the tilting mirror K5 is chosen so that the reflected light L4, when the tilting mirror K5 is in its first position S3, perpendicular to the plane E extends. For this purpose, the light L3 incident on the tilting mirror K5 has an angle of 24 ° to the perpendicular on the plane E. This results in the first tilt position S3 of the tilting mirror K5 to the desired reflection, so that the light as the on-light L4 by means of the projection optics 6 on the projection screen 10 can be projected.

Wenn der zweite Kippspiegel K5 in seiner zweiten Kippstellung S4 steht, wird das Licht unter einem Winkel von 48° relativ zum Lot auf die Ebene E als Aus-Licht L5 reflektiert. Dieses Aus-Licht wird in eine Strahlfalle (nicht gezeigt) geleitet und wird bei der Bildprojektion auf die Projektionsfläche 10 nicht verwendet. When the second tilting mirror K5 is in its second tilting position S4, the light is reflected at an angle of 48 ° relative to the perpendicular to the plane E as the off-light L5. This off-light is directed into a beam trap (not shown) and is projected onto the screen during image projection 10 not used.

In dieser Art und Weise kann mittels der ersten Kippspiegelmatrix 3 die flächig modulierte Lichtquelle bereitgestellt werden, bei der zumindest alle Kippspiegel des Beleuchtungsmodulators 3, die auf einen Kippspiegel des Bildmodulators 5 abgebildet werden, der einen nicht schwarzen Bildpunkt darstellen soll, in die erste Kippstellung gebracht werden. Mittels des Bildmodulators 5 können dann die beleuchteten Kippspiegel K5 so in ihre erste und zweite Kippstellung geschaltet werden, daß während der Dauer T einer Einzelbilddarstellung die gewünschte Helligkeit des entsprechenden Bildpunktes erzeugt wird. Die Helligkeit kann durch das Verhältnis der Zeitdauern, während denen der Kippspiegel K5 in seiner ersten Stellung steht und während denen der Kippspiegel K5 in seiner zweiten Stellung steht, eingestellt werden. Die Ansteuerung der beiden Modulatoren erfolgt mit pulsweitenmodulierten Steuerdaten, die die Steuereinheit 7 basierend auf den zugeführten Steuerdaten BD erzeugt. In this way, by means of the first tilting mirror matrix 3 the flat modulated light source are provided, in which at least all the tilting mirrors of the illumination modulator 3 pointing to a tilting mirror of the image modulator 5 which is to represent a non-black pixel into which first tilted position be brought. By means of the image modulator 5 then the illuminated tilting mirror K5 can be switched to their first and second tilted position, that during the duration T of a single image display the desired brightness of the corresponding pixel is generated. The brightness can be adjusted by the ratio of the durations during which the tilting mirror K5 is in its first position and during which the tilting mirror K5 is in its second position. The control of the two modulators is done with pulse width modulated control data, the control unit 7 generated based on the supplied control data BD.

Wie den 3 bis 5 zu entnehmen ist, ist zwischen der Abbildungsoptik 4, die die Plankonvexlinse 8 und die rückseitenverspiegelte Linse 9 umfaßt, und den beiden Modulatoren 3, 5 ein Strahltrennmodul 11 (das nachfolgend auch als Umlenkoptik bezeichnet wird) angeordnet, das das von den Modulatoren 3, 5 reflektierte Ein-Licht L3, L4 vom von den Modulatoren 3, 5 reflektierten Aus-Licht L2, L5 trennt. Dazu umfaßt das Strahlmodul ein erstes und zweites Prisma 12, 13 für den Beleuchtungsmodulator 3 sowie ein drittes und viertes Prisma 14, 15 für den Bildmodulator 5. Like that 3 to 5 it can be seen is between the imaging optics 4 that the plano-convex lens 8th and the backside mirrored lens 9 includes, and the two modulators 3 . 5 a beam separation module 11 (which is also referred to as deflection optics hereinafter), which is that of the modulators 3 . 5 reflected one-light L3, L4 from the modulators 3 . 5 reflected off-light L2, L5 separates. For this purpose, the beam module comprises a first and second prism 12 . 13 for the illumination modulator 3 as well as a third and fourth prism 14 . 15 for the image modulator 5 ,

Auf der Oberseite 16, 17 des zweiten und vierten Prismas 13, 15 ist jeweils einer der Modulatoren 3, 5 angeordnet. Die Oberseiten 16, 17 liegen so in der gleichen Ebene, daß die Kippspiegel bzw. die Kippachsen der Kippspiegel der beiden Modulatoren 3, 5 in der gemeinsamen Ebene E liegen. Da die Kippachsen der Kippspiegel diagonal zu dem rechteckigen Bereich, in dem die Kippspiegel in Zeilen und Spalten angeordnet sind, verlaufen, sind die beiden Modulatoren 3, 5 so in der Ebene E gedreht auf den Oberseiten 16 und 17 angeordnet, daß die Kippachsen der Kippspiegel sich in der z-Richtung erstrecken. On the top 16 . 17 of the second and fourth prisms 13 . 15 is in each case one of the modulators 3 . 5 arranged. The tops 16 . 17 lie in the same plane that the tilting mirror or the tilting axes of the tilting mirror of the two modulators 3 . 5 lie in the common plane E. Since the tilting axes of the tilting mirrors are diagonal to the rectangular area in which the tilting mirrors are arranged in rows and columns, the two modulators are 3 . 5 so in the plane E turned on the tops 16 and 17 arranged that the tilting axes of the tilting mirrors extend in the z-direction.

Die Prismen 12 und 13, die aus demselben Material bestehen, sind voneinander durch einen dünnen Luftspalt (ca. 3–6 µm) getrennt, so daß das Ein-Licht L3 vom Beleuchtungsmodulator 3 aufgrund innerer Totalreflexion an der Grenzfläche des Prismas 13 zum Luftspalt in der xy-Ebene zur rechten Seitenfläche 18 des Prismas 13 reflektiert wird (das vom Beleuchtungsmodulator 3 kommende Ein-Licht L3 und das aufgrund innerer Totalreflexion reflektierte Ein-Licht L3 liegen in der xy-Ebene). Die rechte Seitenfläche 18 ist verspiegelt und relativ zum auf sie fallenden Ein-Licht L3 um 45° geneigt, so daß an der rechten Seite 18 eine 90°-Umlenkung in der xz-Ebene in Richtung zur Abbildungsoptik 4 hin stattfindet. The prisms 12 and 13 , which consist of the same material, are separated from each other by a thin air gap (about 3-6 microns), so that the on-light L3 from the illumination modulator 3 due to total internal reflection at the prism interface 13 to the air gap in the xy plane to the right side surface 18 of the prism 13 is reflected (that of the illumination modulator 3 the coming one-light L3 and the one-light L3 reflected by total internal reflection are in the xy plane). The right side surface 18 is mirrored and inclined relative to the falling on them light L3 by 45 °, so that on the right side 18 a 90 ° deflection in the xz plane towards the imaging optics 4 takes place.

Das Aus-Licht L2 des Beleuchtungsmodulators 3 wird hingegen nicht an der Grenzfläche des Prismas 13 zum Luftspalt reflektiert, sondern läuft durch diese, den Luftspalt sowie das erste Prisma 12 hindurch und wird dann von einer nicht gezeigten Strahlfalle aufgefangen. Somit wird durch die beiden Prismen 12 und 13 und dem dazwischen vorgesehenen Luftspalt eine Trennung des Ein- und des Aus-Lichtes bewirkt. The off-light L2 of the illumination modulator 3 is not at the interface of the prism 13 is reflected to the air gap, but passes through this, the air gap and the first prism 12 through and is then collected by a jet trap, not shown. Thus, by the two prisms 12 and 13 and the interposed air gap causes a separation of the input and the off-light.

Das dritte und vierte Prisma 14, 15 sind im wesentlichen spiegelsymmetrisch relativ zur yz-Ebene zu dem ersten und zweiten Prisma 12, 13 ausgebildet. Auch hier ist wiederum ein dünner Luftspalt zwischen beiden Prismen 14, 15 vorhanden. Wie dem Strahlenverlauf in 3 zu entnehmen ist, wird das von der Abbildungsoptik 4 kommende Ein-Licht L3 an der linken verspiegelten Seitenfläche 19 des vierten Prismas 15 um 90° in der xz-Ebene reflektiert und dann aufgrund innerer Totalreflexion an der Grenzfläche des vierten Prismas 15 zum Luftspalt in der xy-Ebene nach oben auf den Bildmodulator 5 so reflektiert, daß das Ein-Licht L3 unter einem Winkel von 24° relativ zur Normalen auf die Ebene E auf den Bildmodulator 5 trifft. Das Ein-Licht vom Bildmodulator 5 verläuft senkrecht zur Ebene E in der y-Richtung durch die beiden Prismen 15 und 14 und dem dazwischen liegenden Luftspalt hindurch und wird dann mittels der in den 3 bis 5 nicht gezeigten Projektionsoptik 6 auf die Projektionsfläche 10 projiziert. Das Aus-Licht L5 wird hingegen unter einem Winkel von 48° relativ zum Lot auf die Ebene E von dem Modulator 5 reflektiert und wird nach Durchlaufen der Prismen 15 und 14 und Luftspalt von einer nicht gezeigten Strahlfalle aufgefangen. The third and fourth prism 14 . 15 are substantially mirror symmetric relative to the yz plane to the first and second prisms 12 . 13 educated. Again, there is a thin air gap between the two prisms 14 . 15 available. As the ray in 3 can be seen, that of the imaging optics 4 upcoming one-light L3 on the left mirrored side surface 19 of the fourth prism 15 reflected by 90 ° in the xz plane and then due to total internal reflection at the interface of the fourth prism 15 to the air gap in the xy plane up to the image modulator 5 reflected so that the on-light L3 at an angle of 24 ° relative to the normal to the plane E on the image modulator 5 meets. The on-light from the image modulator 5 is perpendicular to the plane E in the y-direction through the two prisms 15 and 14 and the intermediate air gap and is then by means of in the 3 to 5 Not shown projection optics 6 on the projection screen 10 projected. The off-light L5, on the other hand, is at an angle of 48 ° relative to the perpendicular on the plane E of the modulator 5 reflects and becomes after passing through the prisms 15 and 14 and air gap collected by a jet trap, not shown.

Mittels des Strahltrennmoduls 11 ist eine sehr kompakte Anordnung der beiden Modulatoren 3, 5 möglich. Auch die Strahltrennung von Ein- und Aus-Licht läßt sich leicht verwirklichen, so daß noch ausreichend Platz für z.B. die Projektionsoptik 6 vorhanden ist. By means of the beam separation module 11 is a very compact arrangement of the two modulators 3 . 5 possible. The beam separation of on and off light can be easily realized, so that there is still enough space for example, the projection optics 6 is available.

Das Strahlenmodul 11 bzw. zumindest die Prismen 12 und 13 sorgen zusammen mit der Lichtquelle 2 dafür, daß der erste Modulator 3 senkrecht mit dem Licht L1 beleuchtet wird und können daher auch als Beleuchtungsmodul bezeichnet werden. The radiation module 11 or at least the prisms 12 and 13 care together with the light source 2 for making sure that the first modulator 3 is illuminated perpendicular to the light L1 and can therefore also be referred to as a lighting module.

Die Abbildungsoptik 4 ist so ausgelegt, daß sie den maximal möglichen Lichtleitwert der Kippspiegelmatrizen 3, 5 nicht begrenzt. Die numerische Apertur (Sinus des maximalen Öffnungswinkels der Strahlbündel) beträgt in diesem Fall 0,2 und der Winkel zwischen den Hauptstrahlen der Abbildungsbündel und der Modulator-Normalen beträgt 24°. Die Abbildungsoptik 4 ist auf einen nutzbaren Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm ausgelegt. The imaging optics 4 is designed so that it the maximum possible optical conductivity of the tilting mirror matrices 3 . 5 not limited. The numerical aperture (sine of the maximum opening angle of the beam) in this case is 0.2 and the angle between the main beams of the imaging beam and the Modulator normal is 24 °. The imaging optics 4 is designed for a usable wavelength range from 400 to 700 nm.

Die Plankonvexlinse 8 weist eine plane Fläche F1, die mit den ebenfalls planen Rückflächen 20, 21 der Prismen 13, 15, wie am besten in 4 ersichtlich ist, verkittet ist, und eine konvexe Fläche F2 auf. Die konvexe Fläche F2 ist eine nicht sphärische Fläche, die als einzige Symmetrie eine Spiegelsymmetrie zur yz-Ebene aufweist und die gemäß der nachfolgenden Formel 1

beschrieben werden kann. Hierbei bezeichnen x, y und z die drei kartesischen Koordinaten eines auf der Fläche F2 liegenden Punktes im lokalen flächenbezogenen Koordinatensystem. Das lokale flächenbezogene Koordinatensystem der Fläche F2 und somit die Fläche F2 ist um 22,4° im Uhrzeigersinn (in 5) um die x-Achse des lokalen flächenbezogenen Koordinatensystems der Rückflächen 20, 21 gedreht, das in den 3–5 eingezeichnet ist. R, k sowie die Koeffizienten C_m,n sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in der Tabelle 1 die Koeffizienten C_m,n als C(_m,n) bezeichnet. Tabelle 1

F2 k –8.442E–01 C (0,1) 1.866E–04 C (2,0) 1.637E–03 C (0,2) 1.758E–03 C (2,1) –1.761E–06 C (0,3) 1.863E–05 C (4,0) –1.958E–07 C (2,2) –6.571E–07 C (0,4) 1.625E–06 C (4,1) 7.519E–10 C (2,3) –1.323E–08 C (0,5) 1.103E–07 C (6,0) –4.091E–11 C (4,2) 2.570E–11 C (2,4) –4.287E–10 C (0,5) 3.789E–09 C (6,1) 8.301E–13 C (4,3) 5.581E–12 C (2,5) –4.830E–12 C (0,7) 6.987E–11 C (8,0) 2.748E–15 C (6,2) 3.199E–14 C (4,4) 5.573E–14 C (2,6) –3.490E–14 C (0,8) 5.242E–13 N_Radius 1.532E+00 R –110.856

The plano-convex lens 8th has a flat surface F1, with the also flat back surfaces 20 . 21 the prisms 13 . 15 how best in 4 is visible, is cemented, and a convex surface F2. The convex surface F2 is a non-spherical surface having as a single symmetry a mirror symmetry to the yz plane and the according to the following formula 1

can be described. Here, x, y and z denote the three Cartesian coordinates of a point lying on the surface F2 in the local area-related coordinate system. The local surface coordinate system of the surface F2 and thus the surface F2 is clockwise by 22.4 ° (in 5 ) about the x-axis of the local surface coordinate system of the back surfaces 20 . 21 turned that into the 3 - 5 is drawn. R, k and the coefficients C _{m, n} are given in Table 1 below. For ease of illustration, in Table 1, the coefficients C _{m, n are} denoted as C ( _{m, n} ). Table 1

F2 k -8.442E-01 C (0,1) 1.866E-04 C (2,0) 1.637E-03 C (0,2) 1.758E-03 C (2,1) -1.761E-06 C (0,3) 1.863E-05 C (4.0) -1.958E-07 C (2,2) -6.571E-07 C (0,4) 1.625E-06 C (4,1) 7.519E-10 C (2,3) -1.323E-08 C (0.5) 1.103E-07 C (6,0) -4.091E-11 C (4,2) 2.570E-11 C (2,4) -4.287E-10 C (0.5) 3.789E-09 C (6,1) 8.301E-13 C (4,3) 5.581E-12 C (2,5) -4.830E-12 C (0.7) 6.987E-11 C (8,0) 2.748E-15 C (6,2) 3.199E-14 C (4,4) 5.573E-14 C (2,6) -3.490E-14 C (0.8) 5.242E-13 N _radius 1.532E + 00 R -110856

Eine ausreichend gute Korrektur aller Bildfehler wird in der Regel erreicht, wenn die Polynomentwicklung der Fläche F2 Terme bis zur maximalen Ordnung n + m ≤ 8 enthält, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei aufgrund der Spiegelsymmetrie der Abbildung zur yz-Ebene nur solche Terme in der Entwicklung ungleich Null sind, die zu einer geraden Potenz der x-Koordinate gehören. Natürlich ist es auch möglich, Terme bis zur Ordnung n + m ≤ 10 zu verwenden. A sufficiently good correction of all aberrations is usually achieved when the polynomial winding of the surface F2 contains terms up to the maximum order n + m ≤ 8, as in the present embodiment, due to the mirror symmetry of the image to yz plane only such terms in the Are nonzero evolution belonging to an even power of the x coordinate. Of course it is also possible to use terms up to the order n + m ≤ 10.

Der Glasweg des Ein-Lichtes L3 von der Oberseite 16 des zweiten Prismas 13 bzw. zur Fläche F2 ist genau so lang wie der Glasweg des an der Spiegelfläche F4 reflektierten Ein-Lichtes L3 von der Fläche F2 bis zur Oberseite 17 des vierten Prismas 15, nämlich 102,8 mm. The glass path of the one-light L3 from the top 16 of the second prism 13 or to the surface F2 is exactly as long as the glass path of the reflected on the mirror surface F4 on-light L3 from the surface F2 to the top 17 of the fourth prism 15 , namely 102.8 mm.

Die zweite Linse 9 ist als außeraxialer Ausschnitt einer Linse mit einer ersten und zweiten sphärischen Grenzfläche ausgebildet, wobei die Fläche F3 ein Ausschnitt der ersten sphärischen Grenzfläche und die Fläche F4 ein Ausschnitt der zweiten sphärischen Grenzfläche ist. Die beiden sphärischen Grenzflächen weisen den gleichen Krümmungsradius von –375,75 mm auf und sind in axialer Richtung um 17,5 mm beabstandet. Die axiale Richtung ist hierbei die z-Richtung des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2 vor ihrer Drehung um 22,4°. Der axiale Abstand der lokalen Koordinatenursprünge der Flächen F2 und F3 beträgt 252,61 mm. The second lens 9 is formed as an off-axis section of a lens having a first and second spherical interface, wherein the surface F3 is a section of the first spherical interface and the surface F4 is a section of the second spherical interface. The two spherical interfaces have the same radius of curvature of -375.75 mm and are spaced by 17.5 mm in the axial direction. The axial direction here is the z-direction of the local coordinate system of the surface F2 before its rotation by 22.4 °. The axial distance of the local coordinate origins of the surfaces F2 and F3 is 252.61 mm.

Die Aperturblende der Abbildungsoptik 4 wird durch den optisch genutzten Bereich der Spiegelfläche F4 der zweiten Linse 9 gebildet. Der Durchmesser der Spiegelfläche F4 (=Aperturblende) beträgt 108 mm und der Mittelpunkt der Spiegelfläche F4 ist gegenüber dem lokalen Koordinatenursprung der zweiten sphärischen Grenzfläche versetzt und gekippt. The aperture stop of the imaging optics 4 is through the optically used area of the mirror surface F4 of the second lens 9 educated. The diameter of the mirror surface F4 (= aperture stop) is 108 mm and the center of the mirror surface F4 is offset and tilted relative to the local coordinate origin of the second spherical boundary surface.

Da ein außeraxialer Ausschnitt der durch die beiden sphärischen Grenzflächen bestimmten Linse die Glaslinse 9 bildet, weist die Glaslinse 9 eine leicht keilförmige Ausbildung auf. Because an off-axis section of the lens defined by the two spherical interfaces is the glass lens 9 forms, points the glass lens 9 a slightly wedge-shaped training.

Die beiden Linsen 8, 9 und die Prismen 12 bis 15 sind aus dem gleichen Material gebildet. Hier wird das Material BK7 mit einer Abbe-Zahl von 64,17 und einer Brechzahl von 1,5168 bei 587,6 nm verwendet. The two lenses 8th . 9 and the prisms 12 to 15 are made of the same material. Here the material BK7 with an Abbe number of 64.17 and a refractive index of 1.5168 at 587.6 nm is used.

Um vom Ursprungspunkt des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2 zum Mittelpunkt der Fläche F3 zu gelangen, muß man den Ursprungspunkt entlang der z-Richtung (als Pfeil P1 in 5 schematisch eingezeichnet) des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2 um 238,17 mm und dann um –103,16 mm entlang der y-Richtung (als Pfeil P2 in 5 angedeutet) des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2 verschieben. Dann erfolgt noch eine Verkippung um 15,94° (also gegen den Uhrzeigersinn in 5) um die x-Achse des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2. In order to get from the origin point of the local coordinate system of the surface F2 to the center of the surface F3, one has to change the origin point along the z-direction (as arrow P1 in FIG 5 schematically drawn) of the local coordinate system of the surface F2 by 238.17 mm and then by -103.16 mm along the y-direction (as arrow P2 in 5 indicated) of the local coordinate system of the surface F2. Then there is a tilt by 15.94 ° (ie counterclockwise in 5 ) about the x-axis of the local coordinate system of the surface F2.

In gleicher Weise kann die Position des Mittelpunkts der Fläche F4 relativ zum lokalen Koordinatensystem der Fläche F2 angegeben werden. Es findet eine Verschiebung in der z-Richtung um 254,26 mm, in der y-Richtung um –107,99 mm mit einer anschließenden Verkippung um die x-Achse des lokalen Koordinatensystems der Fläche F2 um 16,7° statt. In the same way, the position of the center of the surface F4 relative to the local coordinate system of the surface F2 can be indicated. There is a shift in the z-direction by 254.26 mm, in the y-direction by -107.99 mm with a subsequent tilting about the x-axis of the local coordinate system of the surface F2 by 16.7 ° instead.

Durch diese Ausbildung der Abbildungsoptik ist die Spiegelfläche F4 und somit die Aperturblende der Abbildungsoptik 4 gegenüber der Modulatorfläche (= Fläche, in der die Kippachsen der Kippspiegel liegen) der Kippspiegelmatrix 3 im entfalteten Zustand des Strahlenganges (also ohne die zwei Strahlengangfaltungen in der Umlenkoptik 11) gekippt. Die z-Achse des lokalen Koordinatensystems der Fläche F4 ist somit nicht parallel zur Normalen der Modulatorfläche der ersten Kippspiegelmatrix 3, sondern schließt mit der Normalen einen Winkel zwischen 0 und 90° ein. Ferner ist die Fläche F4 gegenüber der ersten Kippspiegelmatrix in der yz-Ebene dezentriert. Damit läßt sich eine sehr kompakte Abbildungsoptik mit ausgezeichneten Abbildungseigenschaften erreichen. Und so beträgt die Verzeichnung der Abbildungsoptik 4 an jedem Punkt der zweiten Kippspiegelmatrix 5 weniger als 3 µm und damit weniger als ein Viertel der Breite der Kippspiegel der Kippspiegelmatrix 5. Due to this design of the imaging optics, the mirror surface F4 and thus the aperture diaphragm of the imaging optics 4 opposite the modulator surface (= area in which the tilting axes of the tilting mirrors lie) of the tilting mirror matrix 3 in the unfolded state of the beam path (ie without the two optical path folds in the deflection optics 11 ) tilted. The z-axis of the local coordinate system of the surface F4 is thus not parallel to the normal of the modulator surface of the first tilting mirror matrix 3 , but includes with the normal an angle between 0 and 90 °. Further, the surface F4 is decentered from the first tilting mirror matrix in the yz plane. This allows a very compact imaging optics with excellent imaging properties can be achieved. And so is the distortion of the imaging optics 4 at every point of the second tilting mirror matrix 5 less than 3 microns and thus less than a quarter of the width of the tilting mirror of the tilting mirror matrix 5 ,

Die Verkippung der Aperturblende läßt sich auch so beschreiben, daß die Modulatorebene E im entfalteten Zustand nicht parallel ist zu der Ebene, die durch die x- und y-Achse des lokalen Koordinatensystems der Fläche F4 aufgespannt wird, wobei der Mittelpunkt der Fläche F4 Ursprungspunkt des lokalen Koordinatensystems ist. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Abbildungsoptik die erste Kippspiegelmatrix 3 auf die zweite Kippspiegelmatrix 4, die in der gleichen Ebene angeordnet sind, unter einem Strahlengangwinkel (Winkel zwischen der Normalen auf die Modulatorfläche und der Hauptstrahlen der zur Zwischenabbildung benutzten Lichtbündel) mit sehr hoher Bildgüte abgebildet werden. Der Strahlengangwinkel kann dem maximalen Kippwinkel der Kippspiegel entsprechen. The tilt of the aperture stop can also be described such that the modulator plane E in the unfolded state is not parallel to the plane subtended by the x and y axes of the local coordinate system of the face F4, the center of the face F4 being the point of origin local coordinate system is. Thus, with the imaging optics of the invention, the first tilting mirror matrix 3 on the second tilting mirror matrix 4 which are arranged in the same plane, at a beam angle (angle between the normal to the modulator surface and the main beams of the light beam used for intermediate imaging) are imaged with very high image quality. The beam angle can correspond to the maximum tilt angle of the tilting mirror.

Da die Ausdehnungen der Flächen F2–F4 aus den vorgegebenen Abmessungen des Bildfeldes (Modulatorflächen), der numerischen Apertur und den Konstruktionsdaten der optischen Elemente bestimmt wird, kann eine künstliche Vignettierung der Abbildungsoptik vermieden werden. Since the dimensions of the areas F2-F4 are determined from the given dimensions of the image field (modulator areas), the numerical aperture and the design data of the optical elements, artificial vignetting of the imaging optics can be avoided.

Die verkippte Aperturblende bzw. die gekippten Pupillen der Abbildungsoptik 4 führen damit vorteilhaft zu einer Abbildungsoptik 4 mit ausgezeichneten Abbildungseigenschaften. The tilted aperture diaphragm or the tilted pupils of the imaging optics 4 thus lead advantageously to an imaging optics 4 with excellent picture properties.

Bei der bisherigen Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der Beleuchtungsmodulator 3 mit weißem Licht beaufschlagt wird. Jedoch ist es auch möglich, daß die Lichtquelle 2 farbiges Licht abgibt. Insbesondere kann sie zeitsequentiell verschiedenfarbiges Licht abgeben, wie z. B. rotes, grünes und blaues Licht. Dann kann in der dem Fachmann bekannten Weise ein mehrfarbiges Bild durch die zeitsequentielle Darstellung von roten, grünen und blauen Teilfarbbildern erzeugt werden. Es muß lediglich der Farbwechsel so schnell durchgeführt werden, daß ein Betrachter die zeitlich nacheinander projizierten Teilfarbbilder nicht mehr trennen kann, so daß der Betrachter nur die Überlagerung und somit das mehrfarbige Bild wahrnehmen kann. In the previous description, it is assumed that the illumination modulator 3 is charged with white light. However, it is also possible that the light source 2 gives off colored light. In particular, it can deliver time-sequentially different colored light, such. B. red, green and blue light. Then, in the manner known to the person skilled in the art, a multicolored image can be generated by the time-sequential display of red, green and blue partial color images. It only needs to be done so fast the color change that a viewer can not separate the successive temporally projected partial color images, so that the viewer can perceive only the superposition and thus the multi-color image.

Die zeitsequentielle Erzeugung des unterschiedlich farbigen Beleuchtungslichtes kann in üblicher Art und Weise durchgeführt werden, beispielsweise mittels eines Farbrads (nicht eingezeichnet) zwischen der Lichtquelle 2 und dem Beleuchtungsmodulator 3. The time-sequential generation of the differently colored illumination light can be carried out in a customary manner, for example by means of a color wheel (not shown) between the light source 2 and the illumination modulator 3 ,

Natürlich ist es auch möglich, statt nur eines Beleuchtungsmodulators drei Beleuchtungsmodulatoren 3 vorzusehen, die gleichzeitig mit rotem, grünem oder blauem Licht beaufschlagt werden. Das rote, grüne und blaue Ein-Licht der drei Modulatoren wird dann überlagert und das überlagerte Ein-Licht wird mittels der Abbildungsoptik 4 farbselektiv auf drei Bildmodulatoren 5 abgebildet. Die Bildmodulatoren modulieren das jeweilige Farbteilbild, das wiederum überlagert und dann mittels der Abbildungsoptik 6 auf die Projektionsfläche 10 projiziert wird. Of course, it is also possible to have three lighting modulators instead of just one lighting modulator 3 be provided, which are applied simultaneously with red, green or blue light. The red, green and blue on-light of the three modulators is then superimposed and the superimposed on-light is detected by means of the imaging optics 4 color selective on three image modulators 5 displayed. The image modulators modulate the respective color sub-image, which in turn is superimposed and then by means of the imaging optics 6 on the projection screen 10 is projected.

Die Überlagerung und Farbtrennung kann mittels dichroitischen Schichten durchgeführt werden. Diese Ausführungsform mit sechs Modulatoren ist natürlich deutlich aufwendiger als die beschriebene Ausführungsform in Verbindung mit 1 bis 5. Jedoch kann mit einer solchen Ausführungsform ein helleres Farbbild erzeugt werden. The overlay and color separation can be carried out by means of dichroic layers. This embodiment with six modulators is of course much more complicated than the embodiment described in connection with 1 to 5 , However, with such an embodiment, a brighter color image can be produced.

Claims

Projection system with a first tilting mirror matrix ( 3 ), a second tilting mirror matrix ( 5 ) and an imaging optics ( 4 ), the first tilting mirror matrix ( 3 ) to the second tilting mirror matrix ( 5 ), characterized in that the imaging optics ( 4 ) a first lens ( 8th ), which is designed as a plano-convex lens, and a second lens ( 9 ), which is designed as a rear-side mirrored lens, wherein the convex side (F2) of the first lens ( 8th ) is formed as an aspheric surface which has exactly one mirror symmetry plane and which is opposite to the plane side (F1) of the first lens (FIG. 8th ) is tilted.

The projection system of claim 1, characterized in that each tilting mirror ( 3 . 5 ) each have a plurality of tilting mirrors whose tilting axes lie in a modulator area, wherein the modulator surfaces of the two tilting mirror matrices ( 3 . 5 ) are arranged symmetrically to the mirror symmetry plane.

Projection system according to claim 1 or 2, characterized in that the imaging optics ( 4 ) is formed symmetrically to the mirror symmetry plane.

Projection system according to one of the above claims, characterized in that both lenses ( 8th . 9 ) of the imaging optics are made of the same material.

Projection system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that each tilting mirror matrix ( 3 . 5 ) each having a plurality of tilting mirrors, the tilt axes of which lie in a modulator area, and that the imaging optics ( 4 ) has an aperture stop coincident with the normal of the modulator surface of the first tilting mirror matrix ( 3 ) without any optical path folds an angle of not equal to 90 °.

Projection system according to claim 5, characterized in that the aperture diaphragm for passing through the center of the modulator surface of the first tilting mirror matrix ( 3 ) normalizing is arranged offset without any beam path folds.

Projection system according to Claim 5 or 6, characterized in that the convex side of the first lens ( 8th ) with the normal of the modulator surface of the first tilting mirror matrix ( 13 ) without any optical path folds an angle of not equal to 90 °.

Projection system according to claim 7, characterized in that the mirrored back (F4) of the second lens ( 9 ) forms the aperture diaphragm.

Projection system according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the modulator surface of the first tilting mirror matrix ( 3 ) in a modulator plane (E) and the modulator surface of the second tilt mirror matrix ( 5 ) is arranged in the modulator plane (E) or a plane parallel thereto and that between the tilting mirror matrices ( 3 . 5 ) on the one hand and the imaging optics ( 4 ) On the other hand, a deflection optics ( 11 ) is arranged, the the beam path between the imaging optics ( 4 ) and the respective tilting mirror matrix ( 3 . 5 ) folds at least once.

Projection system according to Claim 9, characterized in that the deflecting optics ( 11 ) the at least one beam path convolution between the first tilt mirror matrix ( 3 ) and the imaging optics ( 4 ) caused by total internal reflection.

Projection system according to Claim 9 or 10, characterized in that the deflecting optics ( 11 ) the at least one beam path convolution between the second tilt mirror matrix ( 5 ) and the imaging optics ( 4 ) caused by total internal reflection.

Projection system according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the deflecting optics ( 11 ) the beam path between the imaging optics ( 4 ) and each tilting mirror matrix ( 3 . 5 ) folds twice.

Projection system according to one of Claims 9 to 12, characterized in that the deflecting optics ( 11 ) is formed symmetrically to a median plane perpendicular to the modulator plane.

Projection system according to Claim 13, characterized in that the modulator surface of the tilting mirror matrices ( 3 . 5 ) are arranged symmetrically to the median plane.

Projection system according to Claim 13 or 14, characterized in that the imaging optics ( 4 ) is formed symmetrically to the median plane.

Projection system according to one of claims 9 to 15, characterized in that the plane side of the first lens with the deflection optics ( 11 ) is cemented.

Projection system according to one of the preceding claims, characterized in that the tilting mirrors are each switchable into a first and a second tilted position, that a lighting module is provided which covers the first tilting mirror matrix ( 3 ) is illuminated with light such that the application of light perpendicular to the modulator surface of the first tilting mirror matrix ( 3 ), and that the imaging optics ( 4 ) of the tilting mirrors of the first tilting mirror matrix located in the first tilted position ( 3 ) reflected light at such an angle to the second tilting mirror matrix ( 5 ) maps that of the tilting mirrors of the second tilting mirror matrix located in the first tilting position ( 5 ) reflected light perpendicular to the modulator surface of the second tilting mirror matrix ( 5 ) runs.