DE102009008081A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bildwiedergabe - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Bildwiedergabe umfassend eine erste Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls mit einer ersten Polarisation und eine zweite Lichtquellenanordnung (15, 16, 17) zum Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls mit einer zweiten Polarisation bereitgestellt. Der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl werden durch eine Lichtmodulationsanordnung (23), beispielsweise eine Mikrospiegelanordnung, moduliert. Eine Einrichtung zur örtlichen Verschiebung des ersten Lichtstrahls relativ zum zweiten Lichtstrahl in Abhängigkeit von der Polarisation, beispielsweise eine doppelbrechende Platte (26) verschiebt die Lichtstrahlen relativ zueinander.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Bildwiedergabe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung solche Verfahren, bei welchem Licht durch eine Lichtmodulatoranordnung räumlich moduliert wird, um ein Bild basierend auf Bilddaten zu erzeugen.
  • Derartige Vorrichtungen und Verfahren zur Bildwiedergabe können beispielsweise bei Mikroskopen, bei Bildaufnahmegeräten wie Videokameras oder Bildkameras oder auch zur Dateneinspiegelung in ein optisches Bild verwendet werden.
  • Beispielsweise wird bei sog. elektronischen Suchern ein Bild mit einem Bildsensor, wie einem CCD(Charge Coupled Device)-Sensor oder CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Sensor aufgenommen und liegt dann in gespeicherter Form vor. Zum Betrachten eines derartigen Bildes kann eine in Abhängigkeit von den Bilddaten angesteuerte Lichtmodulationsanordnung, beispielsweise ein Mikrospiegelarray (DMD, Digital Mirror Device) verwendet werden.
  • Derartige Lichtmodulationsanordnungen umfassen typischerweise ein Feld von einzeln ansteuerbaren Lichtmodulatoren, wobei jeder Lichtmodulator einem Bildpunkt entspricht und abhängig von einem Steuersignal einfallendes Licht entweder zu einem Betrachter, z. B. zu einem Okular, lenkt oder nicht. Beispielsweise kann eine derartige Lichtmodulationsanordnung ein Mikrospiegelarray umfassen, wobei jeder Lichtmodulator durch einen einzelnen Spiegel gebildet wird, welcher wahlweise Licht zu einem Betrachter lenkt oder nicht.
  • Bei derartigen Lichtmodulationsanordnungen sind typischerweise Zwischenräume zwischen den einzelnen Lichtmodulatoren vorhanden, welche in dem erzeugten Bild als Linien zwischen den einzelnen Bildpunkten erscheinen können.
  • Um dies zu vermeiden, kann ein zweites Bild, welches beispielsweise um einen halben Bildpunkt verschoben ist, überlagert werden. Eine derartige Technik ist in „Wobulation: Doubling The Addressed Resolution of Projection Displays”, Will Allen and Robert Ulichney, SID05 Digest, bekannt. Einen Einsatz einer derartigen Vorrichtung als optischer Sucher ist beispielsweise in der US 5,689,283 beschrieben.
  • Bekannte Anordnungen dieser Art benutzen ein bewegliches Element, beispielsweise einen beweglichen Spiegel, um zwei zueinander verschobene Bilder zu erzeugen. Andere Lösungen benutzen ein aktives Flüssigkeitskristallelement, um eine Polarisation eines Beleuchtungslichtes für die Lichtmodulatoranordnung periodisch zu ändern. Beispielsweise mit einem doppelbrechenden Kristall kann dann ein polarisationsabhängiger Strahlenversatz und somit eine Verschiebung eines Bildes erreicht werden.
  • Derartige Flüssigkristallelemente sind temperaturempfindlich und benötigen hohe Spannungen zum Betrieb, was je nach Anwendung unerwünscht sein kann.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zur Bildwiedergabe zu schaffen, welche die Wiedergabe eines Bildes mit höherer Auflösung bzw. geglättet, d. h. ohne oder mit reduzierten Stegen zwischen Bildpunkten, ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Bildwiedergabe bereit gestellt, umfassend:
    eine erste Lichtquellenanordnung zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls mit einer ersten Polarisation,
    eine zweite Lichtquellenanordnung zum Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls mit einer von der ersten Polarisation verschiedenen zweiten Polarisation,
    mindestens eine Lichtmodulatoranordnung zur räumlichen Modulation des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls, und
    eine Einrichtung zur örtlichen Verschiebung des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls relativ zueinander in Abhängigkeit von der Polarisation.
  • Durch die Verwendung einer ersten Lichtquellenanordnung und einer zweiten Lichtquellenanordnung bei diesem Ausführungsbeispiel wird keine Einrichtung zur zeitlichen Veränderung der Polarisation eines einfallenden Lichtstrahls wie beispielsweise ein Flüssigkristallelement benötigt, welches temperaturempfindlich sein kann und/oder hohe Spannungen benötigt. Zudem sind außer ggf. zur Realisierung der mindestens einen Lichtmodulationsanordnung keine beweglichen Teile nötig.
  • Die mindestens eine Lichmodulationsanordnung kann beispielsweise ein Mikrospiegelarray mit einer Mehrzahl von Mikrospiegeln zum Erzeugen einer Mehrzahl von Bildpunkten umfassen. Es sind jedoch auch andere Lichtmodulationsanordnungen möglich.
  • Die erste Lichtquellenanordnung und/oder die zweite Lichtquellenanordnung kann ein oder mehrere Leuchtdioden zum Erzeugen von Licht und einen Polarisator zum Erzeugen der ersten Polarisation bzw. der zweiten Polarisation aufweisen. Insbesondere kann die erste Lichtquellenanordnung und/oder die zweite Lichtquellenanordnung Leuchtdiodenanordnungen mit Leuchtdioden verschiedener Farben, beispielsweise roter, grüner und blauer Leuchtdioden, umfassen, wobei die roten, grünen und blauen Leuchtdioden im Wechsel synchron mit der Lichtmodulationsanordnung ansteuerbar sein können, um farbige Bilder wiederzugeben. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann hierzu statt Leuchtdioden oder anderer Lichtquellen mehrerer Farben eine Weißlichtquelle gefolgt von Farbfiltern, beispielsweise in Form eines Farbrades, vorgesehen sein.
  • Die erste Polarisation und die zweite Polarisation können aufeinander senkrecht stehende lineare Polarisationsrichtungen sein. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die erste Polarisation und die zweite Polarisation entgegengesetzte zirkulare Polarisationsrichtungen sein.
  • Die Einrichtung zur örtlichen Verschiebung in Abhängigkeit von der Polarisation kann einen doppelbrechenden Kristall umfassen, durch welchen der erste Lichtstrahl relativ zu dem zweiten Lichtstrahl verschoben wird. Die Anordnung des doppelbrechenden Kristalls kann dabei derart gewählt werden, dass entweder der erste Lichtstrahl oder der zweite Lichtstrahl ohne Positionsverschiebung durch den doppelbrechenden Kristall hindurch geht. Es sind jedoch auch Anordnungen möglich, bei welchen sowohl der erste Lichtstrahl als auch der zweite Lichtstrahl eine Positionsverschiebung erfährt.
  • Die erste Lichtquellenanordnung und die zweite Lichtquellenanordnung können im Wechsel angesteuert werden, sodass zu einem gegebenen Zeitpunkt entweder der erste Lichtstrahl oder der zweite Lichtstrahl angeschaltet und der jeweils andere Lichtstrahl ausgeschaltet ist. Die mindestens eine Lichtmodulationsanordnung kann dann dabei entsprechend der Ansteuerung der ersten Lichtquellenanordnung und der zweiten Lichtquellenanordnung angesteuert werden, um ein erstes Teilbild auf Basis des ersten Lichtstrahls und ein zweites Teilbild auf Basis des zweiten Lichtstrahls zu erzeugen. Durch die durch die Einrichtung zur örtlichen Verschiebung hervorgerufene örtliche Verschiebung kann dann die Auflösung des resultierenden Bildes gegenüber einem einzelnen Teilbild erhöht werden.
  • Die Vorrichtung kann eine Strahlvereinigungseinrichtung zum Lenken des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls in den selben Strahlengang umfassen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann eine einzige Lichtmodulationsanordnung zur Modulation des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls, welche nach der Strahlvereinigungseinrichtung angeordnet ist, vorgesehen sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch getrennte Lichtmodulationsanordnungen für den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird nach folgend unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bildwiedergabe, und
  • 2 eine Anordnung einer doppelbrechenden Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sind nicht als einschränkend zu verstehen, und die vorliegende Erfindung kann auch in anderer Weise als in den nachstehenden Ausführungsbeispielen gezeigt realisiert werden.
  • In 1 ist eine Vorrichtung zur Bildwiedergabe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel umfasst eine erste Lichtquellenanordnung mit einer ersten Lichtquelle 10, einem ersten Lichtmischstab 11 und einem ersten Polarisator 12 sowie eine zweite Lichtquellenanordnung mit einer zweiten Lichtquelle 15, einem zweiten Lichtmischstab 16 und einem zweiten Polarisator 17.
  • Die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 15 können jeweils durch eine Leuchtdiodenanordnung (LED-Array) mit roten, grünen und blauen Leuchtdioden, d. h. mit Leuchtdioden, welche die drei Primärfarben des Lichtes erzeugen, gebildet werden. Durch die Verwendung von drei Primärfarben können Farbbilder wiedergegeben werden. Es sind jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen auch Lichtquellen mit Leuchtdioden nur einer Farbe oder mit anderen monochromen Lichtquellen denkbar, beispielsweise zur Wiedergabe monochromer Bilder. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann Licht verschiedener Farben mit einer Weißlichtquelle gekoppelt mit Farbfiltern, beispielsweise Farbrädern, wie sie in der Projektionstechnik in herkömmlicher Weise verwendet werden, erzeugt werden.
  • Der erste Lichtmischstab 11 und der zweite Lichtmischstab 16 dienen jeweils zur Homogenisierung des von der ersten Lichtquelle 10 bzw. der zweiten Lichtquelle 15 abgegebenen Lichtes. Derartige Lichtmischstäbe werden auch als Integratoren bezeichnet und werden in der Optik insbesondere dort eingesetzt, wo eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung eines Beleuchtungsfelds erwünscht ist. Verschiedene Arten von Lichtmischstäben sind beispielsweise in der DE 10336694 A1 beschrieben.
  • Am Ausgang des ersten Lichtmischstabes 11 ist ein erster Polarisator 12 angeordnet, um von der ersten Lichtquelle 10 ausgegebenes und vom ersten Lichtmischstab 11 homogenisiertes Licht gemäß einer ersten Polarisation zu polarisieren. Am Ausgang des zweiten Lichtmischstabes 16 ist ein zweiter Polarisator 17 angeordnet, um von der zweiten Lichtquelle 15 erzeugtes und vom zweiten Lichtmischstab 16 homogenisiertes Licht gemäß einer zweiten Polarisation zu polarisieren. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Polarisation unterschiedlich zur zweiten Polarisation. Beispielsweise können der erste Polarisator 12 und der zweite Polarisator 17 jeweils linear polarisiertes Licht erzeugen, wobei die Polarisationsrichtungen aufeinander senkrecht stehen. Beispielsweise kann die erste Polarisation eine s-Polarisation und die zweite Polarisation eine p-Polarisation sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die erste Polarisation und die zweite Polarisation zirkulare Polarisationen mit entgegengesetzten Polarisationsrichtungen sein. Die erste Lichtquelle 10, der erste Lichtmischstab 11 und der erste Polarisator 12 bilden bei dem Ausführungsbeispiel von 1 eine erste Lichtquellenanordnung zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls mit der ersten Polarisation, und die zweite Lichtquelle 15, der zweite Lichtmischstab 16 und der zweite Polarisator 17 bilden eine zweite Lichtquellenanordnung zur Erzeugung eines zweiten Lichtstrahls mit der zweiten Polarisation.
  • Der erste Lichtstrahl wird durch Linsenelemente 13, 14 zu einer Strahlteilerplatte 20 gelenkt. Der zweite Lichtstrahl wird durch Linsenelemente 18, 19 zu der Strahlteilerplatte 20 gelenkt. Die Strahlteilerplatte 20 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass der erste Lichtstrahl an der Strahlteilerplatte 20 im Wesentlichen reflektiert wird, während der zweite Lichtstrahl im Wesentlichen durch die Strahlteilerplatte hindurch geht. Im Wesentlichen meint in diesem Zusammenhang, dass es auch Anteile des ersten Lichtstrahls geben kann, welche durch die Strahlteilerplatte hindurch gehen, und Anteile des zweiten Lichtstrahls, welche von der Strahlteilerplatte reflektiert werden, wobei diese Anteile in der Vorrichtung von 1 nicht weiter genutzt werden. Mit der Strahlteilerplatte 20 wird der erste Lichtstrahl im Wesentlichen auf den gleichen Strahlengang gelenkt wie der zweite Lichtstrahl, in dem Ausführungsbeispiel von 1 zu Linsenelementen 21, 22 hin.
  • Die Linsenelemente 21, 22 lenken den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl auf ein Prisma 24, welches beispielsweise als TIR(Total Internal Reflection)-Prisma ausgestaltet sein kann. Durch das Prisma 24 werden der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl auf eine Lichtmodulationsanordnung 23 gelenkt. Die Lichtmodulationsanordnung 23 ist bei dem Ausführungsbeispiel von 1 als Mikrospiegelanordnung (auch als DMD, Digital Micromirror Device) ausgestaltet. Bei einer derartigen Mikrospiegelanordnung sind eine Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Mikrospiegeln in einem Feld, beispielsweise einem rechteckigen Feld, angeordnet, wobei jeder Mikrospiegel einem Bildpunkt eines wiederzugebenden Bildes zugeordnet ist. Jeder Mikrospiegel kann in eine erste Position oder in eine zweite Position gebracht werden, wobei der Mikrospiegel in der ersten Position das Licht zu einem Betrachter weiterlenkt, beispielsweise zu einem Schirm oder zu einer Okularanordnung (im Beispiel von 1, Elemente 2529), während der Mikrospiegel in der zweiten Position auf ihn einfallendes Licht aus dem Strahlengang entfernt, beispielsweise durch Lenken des Lichtes auf eine Lichtfalle. Durch pulsweitenmodulierte Ansteuerung der Mikrospiegel können verschiedene Helligkeitswerte bzw. Graustufen erzeugt werden.
  • Durch die Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung 23 wird Licht durch das Prisma 24 hindurch über eine Linse 25 zu einem doppelbrechenden Kristall 26, welcher eine Strahlversatzplatte bildet, hingelenkt. Der doppelbrechende Kristall 26 dient bei dem Ausführungsbeispiel von 1 als eine Richtung zum örtlichen Verschieben des ersten Lichtstrahls relativ zum zweiten Lichtstrahl. Allgemein weisen doppelbrechende Kristalle die Eigenschaft auf, dass ihr Brechungsindex für unterschiedliche Polarisationen unterschiedlich ist.
  • Der erste Lichtstrahl und der zweite Lichtstrahl werden dann durch Linsen 27, 28 zu einer Austrittsöffnung 29 hin gelenkt, an welcher beispielsweise eine Beobachtung des erzeugten Bildes durch ein menschliches Auge möglich ist.
  • Die Linsen 25, 27 und 28 bilden dabei ein Beobachtungsokular, während die Elemente 10 bis 22 als Beleuchtung mittels einer sog. Relayoptik angesehen werden können. Die Funktionsweise des doppelbrechenden Kristalls 26 wird nunmehr unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert.
  • 2 zeigt einen doppelbrechenden Kristall 42, welcher ein Beispiel für den doppelbrechenden Kristall 26 des Ausführungsbeispiels von 1 darstellt.
  • Der doppelbrechende Kristall 42 ist in dem Beispiel von 2 derart orientiert, dass seine optische Achse 41 in einem Winkel von 45 Grad zu einer auf einem einfallenden Strahl 40 senkrecht stehenden Oberfläche des Kristalls und damit auch in einem Winkel von 45 Grad zu dem einfallenden Strahl 40 steht. Der einfallende Strahl 40 kann beispielsweise der erste Lichtstrahl oder der zweite Lichtstrahl aus dem Ausführungsbeispiel von 1 sein.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Konfiguration und Ausrichtung insbesondere derart gewählt, dass der sog. ordinäre Strahl ohne Ablenkung durch den Kristall 42 hindurch geht. Der so durch den Kristall hindurch tretende ordinäre Strahl ist in 2 mit dem Bezugszeichen 43 gekennzeichnet. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der ordinäre Strahl beispielsweise einem Strahl mit p-Polarisation entsprechen.
  • Ein sog. extraordinärer Strahl wird wie in 2 für einen Strahl 44 beispielhaft gezeigt um einen Winkel θ beim Eintritt in den doppelbrechenden Kristall 42 vom Lot weggebrochen und beim Austritt aus dem doppelbrechenden Kristall wieder auf die Richtung senkrecht zur Oberfläche gelenkt, sodass sich ein Abstand x zu dem ordinären Strahl 43 ergibt. Der Winkel hängt von den Brechungsindizes des doppelbrechenden Kristalls 42 für ordinäre und extraordinäre Strahlen ab.
  • Zu bemerken ist, dass auch andere Anordnungen des doppelbrechenden Kristalls 42 möglich sind, bei welchen sowohl der ordinäre Strahl als auch der extraordinäre Strahl eine Positionsverschiebung erfährt, wobei die Positionsverschiebungen unterschiedlich sind, was zu einer relativen Verschiebung der Signale zueinander führt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von 1 kann die erste Polarisation des ersten Polarisators 12 beispielsweise entsprechend der Polarisation des extraordinären Strahls und die zweite Polarisation des zweiten Polarisators 17 entsprechend der Polarisation des ordinären Strahls gewählt werden oder umgekehrt.
  • Die Dicke d des doppelbrechenden Kristalls kann derart gewählt werden, dass x beispielsweise einer Verschiebung um einen halben Bildpunkt entspricht, wobei auch andere Verschiebungen möglich sind.
  • Ein Beispiel für einen doppelbrechenden Kristall ist monokristalliner Quarz, welcher ein uniaxial doppelbrechendes Medium ist. Für grünes Licht beträgt der Brechungsindex ne für den extraordinären Strahl 1,5563, und der Brechungsindex no für den ordinären Strahl beträgt 1,5471. Bei einer Konfiguration wie in 2 gezeigt, d. h. der optischen Achse des Kristalls im Winkel von 45 Grad zu planen Ein- und Austrittsflächen des doppelbrechenden Kristalls, welche eine Strahlversatzplatte bildet, wird für einen Strahlversatz x eine Plattendicke von d = x/tan(θ) benötigt, wobei tan die Tangensfunktion darstellt. Der Winkel θ ergibt sich aus den Brechungsindizes ne und no gemäß
    Figure 00080001
  • Beispielsweise wäre für einen Strahlversatz von x = 15 μm, was ein typischer Wert für einen Strahlsersatz von einem halben Bildpunkt ist, eine Dicke d = 2,530 mm nötig. Eine Toleranz der Dicke kann dabei z. B. in der Größenordnung von 1/20 der Bildpunktgröße angenommen werden, d. h. Δd = 0,253 mm, falls x = 15 μm einer Verschiebung um einen halben Bildpunkt entspricht.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von 1 ist ein Einfallswinkel auf dem ersten Polarisator 12 bei einem Ausführungsbeispiel gleich einem Einfallswinkel auf den zweiten Polarisator 17 und einem Einfallswinkel auf die doppelbrechende Platte 26, um Änderungen der Polarisation durch Fresneleffekte zu minimieren. Bevorzugt wird die Anzahl von Grenzflächen und von stark gekrümmten Flächen zwischen den Polarisationselementen möglichst minimiert, d. h. es werden beispielsweise bevorzugt wenig Linsen verwendet.
  • Im Folgenden soll nunmehr die Arbeitsweise der Vorrichtung des Ausführungsbeispiels von 1 erläutert werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von 1 werden einer Steuerung 30 Bilddaten 31 zugeführt. Die Bilddaten 31 können beispielsweise von einem Bildsensor aufgenommene Bilddaten, beispielsweise von einem CCD (Charge Coupled Device) oder CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Sensor aufgenommene Daten sein, es kann sich aber auch um abgespeicherte Bilddaten oder anders bereit gestellte Bilddaten handeln. Die Steuerung 30 steuert in Abhängigkeit von den empfangenen Bilddaten die Mikrospiegelanordnung 23 sowie die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 15 an.
  • Insbesondere wird bei dem Ausführungsbeispiel von 1 die erste Lichtquelle 10 und die zweite Lichtquelle 15 im Wechsel aktiviert und deaktiviert, sodass zu einem bestimmten Zeitpunkt eine der Lichtquellen 10, 15 angeschaltet und die andere der Lichtquellen 10, 15 ausgeschaltet ist. Synchron zur Ansteuerung der ersten Lichtquelle 10 und der zweiten Lichtquelle 15 steuert die Steuerung 30 bei dem Ausführungsbeispiel von 1 die Mikrospiegelanordnung 23 an, sodass mittels des von der ersten Lichtquelle 10 erzeugten ersten Lichtstrahls ein erstes Teilbild und mittels des von der zweiten Lichtquelle 15 erzeugten zweiten Lichtstrahls ein zweites Teilbild erzeugt wird. Durch den doppelbrechenden Kristall 26 sind das erste Teilbild und das zweite Teilbild bei 29 zueinander versetzt, beispielsweise um einen halben Bildpunkt, was zu einer Auflösungserhöhung führt.
  • In anderen Worten wird die Mikrospiegelanordnung 23, wenn die erste Lichtquelle 10 aktiviert ist, zur Erzeugung eines ersten Teilbildes angesteuert, und wenn die zweite Lichtquelle 15 aktiv ist, zur Erzeugung eines zweiten Teilbildes angesteuert.
  • Zu bemerken ist, dass bei farbigen Bildern das erste Teilbild wiederum aus mehreren Einzelteilbildern für verschiedene Farben, beispielsweise aus einem roten, grünen und blauen Teilbild, zusammengesetzt ist, wobei die erste Lichtquelle 10 dann von der Steuerung 30 zur Erzeugung der verschiedenen Farben, beispielsweise durch Aktivieren roter, grüner und blauer Leuchtdioden, angesteuert wird und die Mikrospiegelanordnung 23 entsprechend zur Erzeugung der roten, grünen und blauen Teilbilder angesteuert wird. Gleiches gilt für das zweite Teilbild. Dieser Teil der Ansteuerung entspricht der Vorgehensweise bei konventionellen Vorrichtungen zur Bildwiedergabe und wird daher nicht näher erläutert. Wie bereits erwähnt kann statt verschiedenfarbiger Lichtquellen wie roter, grüner und blauer Leuchtdioden auch eine Weißlichtquelle in Verbindung mit Farbfiltern wie beispielsweise einem Farbrad eingesetzt werden.
  • Zu bemerken ist, dass die in 1 gezeigte Anordnung lediglich als Beispiel dient, und auch andere Anordnungen möglich sind. Beispielsweise sind die dargestellten optischen Elemente wie die Linsen 13, 14, 18, 19, 21, 22, 27, 28, die Strahlteilerplatte 20 und das Prisma 14 lediglich als beispielhafte Konfiguration zu verstehen, und es können auch andere Linsenanordnungen, Spiegelanordnungen und/oder Prismenanordnungen verwendet werden, um Licht von zwei Lichtquellenanordnungen auf eine Lichtmodulatoranordnung wie die Mikrospiegelanordnung 23 und von dort auf eine Strahlsersatzplatte oder andere Einrichtung zum Erzeugen eines Strahlsversatzes zu lenken.
  • Zudem können unterschiedliche Polarisationen des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls auch auf andere Weise als durch die Polarisatoren 12, 17 erzeugt werden. Beispielsweise kann als Strahlteilerplatte 20 ein polarisierender Strahlteiler verwendet werden, welcher den ersten Lichtstrahl und den zweiten Lichtstrahl unterschiedlich polarisiert. Dies kann sowohl zusätzlich zu den Polarisatoren 12, 17 als auch als Alternative zu den Polarisatoren 12, 17 vorgesehen sein. Auch andere polarisierende Elemente können verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5689283 [0006]
    • - DE 10336694 A1 [0025]

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Bildwiedergabe, umfassend: eine erste Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls mit einer ersten Polarisation, eine zweite Lichtquellenanordnung (15, 16, 17) zum Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls mit einer von der ersten Polarisation verschiedenen zweiten Polarisation, mindestens eine Lichtmodulationsanordnung (23) zur räumlichen Modulation des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls, und eine Einrichtung (26) zur örtlichen Verschiebung des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls relativ zueinander in Abhängigkeit von der Polarisation.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine Steuerung (30) zur abwechselnden Aktivierung der ersten Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) und der zweiten Lichtquellenanordnung (15, 16, 17), und zur Ansteuerung der Lichtmodulationsanordnung (23) in Abhängigkeit von Bilddaten synchron zu der Ansteuerung der ersten Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) und der zweiten Lichtquellenanordnung (15, 16, 17), um ein erstes Teilbild auf Basis des ersten Lichtstrahls und ein zweites Teilbild auf Basis des zweiten Lichtstrahls zu erzeugen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtmodulationsanordnung (23) zur Wiedergabe einer Vielzahl von Bildpunkten ausgestaltet ist, und wobei die Einrichtung (26) zur örtlichen Verschiebung zur relativen Verschiebung des ersten Lichtstrahls zu dem zweiten Lichtstrahl um einen Bruchteil des Abstandes zweier Bildpunkte ausgestaltet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Lichtmodulationsanordnung (23) eine Mikrospiegelanordnung umfasst.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) und/oder die zweite Lichtquellenanordnung (15, 16, 17) eine Leuchtdiodenanordnung umfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) und/oder die zweite Lichtquellenanordnung (15, 16, 17) eine Lichtquelle (10, 15) und einen Polarisator (12, 17) zum Erzeugen der ersten Polarisation bzw. der zweiten Polarisation umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Lichtquellenanordnung (10, 11, 12) und/oder die zweite Lichtquellenanordnung (15, 16, 17) eine Mehrzahl von Lichtquellen (10, 15) zum Erzeugen von Licht in verschiedenen Farben umfasst, wobei die Vorrichtung eine Steuerung (30) umfasst, welche ausgestaltet ist, die Mehrzahl von Lichtquellen im Wechsel anzusteuern.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Einrichtung zur örtlichen Verschiebung einen doppelbrechenden Kristall (26) umfasst, wobei die erste Polarisation einer Polarisation eines ordinären Strahls des doppelbrechenden Kristalls und die zweite Polarisation einer Polarisation eines extraordinären Strahls des doppelbrechenden Kristalls (26) entspricht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der doppelbrechende Kristall (26) einen Quarzkristall umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Einfallswinkel auf Polarisatoren (12, 17) der ersten Lichtquellenanordnung und der zweiten Lichtquellenanordnung und ein Einfallswinkel auf die Einrichtung (26) zur örtlichen Verschiebung gleich sind.
  11. Verfahren zur Bildwiedergabe, umfassen: Erzeugen eines ersten Lichtstrahls mit einer ersten Polarisation, Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls mit einer von der ersten Polarisation verschiedenen zweiten Polarisation, räumliches Modulieren des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls in Abhängigkeit von Bilddaten, und örtliches Verschieben des ersten Lichtstrahls relativ zum zweiten Lichtstrahl in Abhängigkeit von der Polarisation.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend Synchronisieren der Lichtmodulation mit einem abwechselnden Ein- und Ausschalten des ersten Lichtstrahls und des zweiten Lichtstrahls.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.
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Citations (6)

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