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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik eines Projektors, wobei die bildgebende Optik mit Licht unterschiedlicher Farbe von unterschiedlichen Lichtquellen, insbesondere Halbleiterlichtquellen, bestrahlt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Projektor zur Durchführung des Verfahrens, wobei der Projektor eine bildgebende Optik und mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen zur Beleuchtung der bildgebenden Optik aufweist. Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar auf Videoprojektoren.
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In Videoprojektoren basiert die Bilderzeugung auf einem gezielten Ein- und Ausschalten einzelner Bildpunkte oder Pixel eines Lichtstrahls mit Hilfe einer bildgebenden Optik („Imager“), z.B. basierend auf einer DLP („Digital Light Processing“)-, LCD („Liquid Chrystal Display“)- oder LCoS („Liquid Crystal on Silicon“)-Technologie. Zur Darstellung einer bestimmten Farbe wird Licht einer breitbandig strahlenden Lichtquelle (z.B. einer Entladungslampe) in ihre Primärfarben zerlegt (z.B. mittels eines rotierenden Farbrads mit entsprechenden Farbfiltern), die dann meist unter Verwendung eines einzigen Imagers sequenziell in den notwendigen Leistungsanteilen alterniert werden (bei der DLP-Technologie beispielsweise als sog. Ein-Chip-DLP-Technologie). Dies trifft insbesondere auch auf die Darstellung von „Weiß“ zu. Unter der Annahme, dass drei Primärfarben (z.B. rot, grün und blau) mit einem zeitlichen Anteil von jeweils einem jeweils festgelegten zeitlichen Anteil von beispielsweise jeweils einem Drittel alterniert werden, wird entsprechend auch jeder der drei sequenziell aktiven Primärfarbkanäle nur während dieses Zeitanteils genutzt. Daraus resultiert der Nachteil, dass der genutzte Lichtstrom nur einem Teil, beispielsweise einem Drittel, des technisch maximal zur Verfügung stehenden Lichtstroms (in welchem Fall alle drei Primärfarbkanäle zu 100% genutzt würden) beträgt.
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Um diesen Nachteil teilweise zu lösen, kann sich innerhalb des Farbrades auch ein Durchlichtsegment befinden, das eine hohe und nicht wellenlängenabhängige Transmission besitzt („Weißsegment“). Die Größe des Weißsegments ist durch die technische Umsetzung fest vorgegeben und kann dann während des Betriebes des Videoprojektors nicht mehr geändert werden. Durch diese Einschränkung ist es notwendig, das Farbrad einmalig über die Segmentaufteilung für eine bestimmte Anwendungsart des Projektors zu optimieren (z.B. für eine Datenprojektion mit hohem Flächenanteil von Weiß oder eine Projektion von Bildmaterial mit einer hohen Farbsättigung).
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Eine dynamische Anpassung der Leistung in Bezug auf die einzelnen Farbanteile an dem sequenziellen Mischlicht kann durch das sog. Unishape-Verfahren der Fa. Osram erfolgen, bei dem die Leistungsaufnahme einer Quecksilberdampflampe und somit die Leuchtdichte im Lichtbogen der Quecksilberdampflampe synchronisiert mit Filtersegmenten eines Farbrads sehr schnell verändert wird, die Lampe also kurzzeitig mit geringerer oder höherer Leistung betrieben wird. So können lichttechnische Eigenschaften wie Farbanteile, Helligkeiten usw. angepasst werden. In Ein-Chip-DLP-Projektoren können somit mit diesem Verfahren eine Farbtemperatur und eine Farbsättigung deutlich vergrößert werden. Dabei kann jedoch nicht die Länge der Farbsegmente variiert werden.
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Ferner sind Videoprojektoren bekannt, die zur Erzeugung einer sequenziellen Abfolge der Primärfarben Halbleiterlichtquellen und eine Leuchtstoffkonversion verwenden.
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Aus der
US 2010 328625 A1 ist ein Lichtquelleneinheit und ein Projektor bekannt, der mittels zwei unterschiedlicher Halbleiterlichtquellen Mischlicht erzeugt, indem eine Halbleiterlichtquelle zum Aktivieren eines phosphoreszierenden Materials genutzt wird, während das Licht der anderen Halbleiterlichtquelle direkt verwendet wird.
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Aus der
US 2007 153862 A1 ist ein VCSEL-Array bekannt, welches Licht durch einen nichtlinearen Kristall zum Zwecke der Frequenzverdopplung des von den VCSELn abgestrahlten Lichtes gesendet wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik eines Projektors, wobei die bildgebende Optik mit Licht unterschiedlicher Farbe von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird.
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Durch dieses Verfahren kann die bildgebende Optik in einer sequenziellen Folge unterschiedlicher Farben zeitweise mit dem Mischlicht bestrahlt werden, wodurch ein höherer Lichtstrom erreicht wird. Die Verwendung der Halbleiterlichtquellen ermöglicht im Gegensatz zur Verwendung eines Farbrads eine dynamische Einstellung einzelner Farbanteile durch eine zeitliche Änderung (Verlängerung oder Verkürzung) einer Aktivität der jeweils zugehörigen mindestens einen Halbleiterlichtquelle. Auch mag ein Lichtstrom während einer Aktivität der Halbleiterlichtquellen mittels einer Variation des zugehörigen Betriebsstroms variiert werden. Dadurch wiederum kann z.B. eine einfache Kompatibilität zu dem Unishape-Verfahren hergestellt werden. Darüber hinaus bedarf es bei der Umsetzung des Verfahrens keiner zusätzlichen Hardwarekosten.
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Die bildgebende Optik kann beispielsweise zur Durchführung einer DLP-Projektion eine Mikrospiegelvorrichtung aufweisen, z.B. ein „Digital Micromirror Device“ (DMD) genanntes Mikrosystem. Die bildgebende Optik kann aber auch eine reflektierende oder durchlässige Flüssigkristall-Anzeigeeinheit (LCD) aufweisen, z.B. zur Durchführung eines LCD- oder LCoS-Verfahrens.
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Das Licht unterschiedlicher Farbe, das von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen (direkt oder indirekt) erzeugt wird, mag monochrom mit zumindest im Wesentlichen nur einer reinen Farbe (z.B. grün, blau oder rot) oder multichrom mit mehreren Einzelfarben (z.B. einer grünen und einer blauen Farbe bzw. Farbanteil, die zusammen ein grünlich-weißes bzw. türkisfarbenes Licht ergeben) sein. Die multichrome Farbe mag sich beispielsweise aus einer nur teilweisen Wellenlängenkonversion eines von einer Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Primärlichts mittels eines dafür empfindlichen Leuchtstoffs ergeben.
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Dass die bildgebende Optik sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird, bezieht sich auf das von den Halbleiterlichtquellen erzeugte Licht. Unter „einzelfarbig“ kann also insbesondere von einer oder einer gleichen Art von Halbleiterlichtquelle(n) erzeugtes (monochromes oder multichromes) Licht verstanden werden, während das Mischlicht insbesondere aus einer zeitlichen und räumlichen Überlagerung oder Kombination von Licht besteht, welches von unterschiedlichen oder unterschiedlichen Arten von Halbleiterlichtquelle(n) erzeugt wird.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht nur eines Teils der Farben bestrahlt wird. Durch die zumindest zeitweise Vermeidung von Mischlicht aus Licht aller Farben (d.h. aus Licht von allen Halbleiterlichtquellen oder Arten davon gleichzeitig) wird ein höherer Lichtstrom als bei einer rein sequenziellen Bestrahlung mit einer gleichzeitig immer noch hohen Farbsättigung bereitgestellt. Beispielsweise mag bei einer Bereitstellung von vier Farben die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht zweier Farben und/oder dreier Farben bestrahlt werden. Dieses Prinzip lässt sich auch auf noch mehr als vier Farben erweitern.
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Es ist eine besondere Ausgestaltung davon, dass die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht (nur) zweier Farben bestrahlt wird. Durch die Vermeidung von Mischlicht aus Licht von mehr als zwei Farben (d.h. aus Licht von mehr als zwei unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen oder Arten davon gleichzeitig) wird ein höherer Lichtstrom als bei einer rein sequenziellen Bestrahlung bei einer gleichzeitig hohen Farbsättigung bereitgestellt.
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Erfindungsgemäß wird die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von Licht unterschiedlicher Farbe bestrahlt, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Farbe für eine vorbestimmte Kombinationszeitdauer zur Erzeugung des Mischlichts überlagert. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ansteuerung der Halbleiterlichtquellen.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik mit Mischlicht jeder möglichen Kombination zweier Farben bestrahlt wird. Dadurch wird eine hohe Zahl von zweifarbigen Mischfarben bereitgestellt, was eine natürlich empfundene Bildwiedergabe unterstützt.
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Erfindungsgemäß wird die bildgebende Optik sequenziell sowohl einzelfarbig als auch mit Mischlicht aus einer Kombination von Licht aller Farben bestrahlt. Dadurch kann ein besonders hoher Lichtstrom bereitgestellt werden.
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Erfindungsgemäß entspricht das Licht unterschiedlicher Farbe einem Satz von Primärfarben. So kann ein großer Farbraum oder Gamut des zu projizierenden Bilds bereitgestellt werden.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von rotem, grünem und blauem Licht bestrahlt wird, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Primärfarbe für eine vorbestimmte Kombinationszeitdauer zu gelbem, cyanfarbenem bzw. magentafarbenem Mischlicht überlagert. Dies ermöglicht eine hohe Farbsättigung durch Vermeidung eines gesonderten Weißsegments. Vielmehr erfolgt beim Farbenwechsel zwischen zwei Primärfarben ein Überlapp bzw. eine Überlagerung dieser zwei Primärfarben für eine gewisse Zeitdauer („Kombinationszeitdauer“). Während der Kombinationszeitdauer wird also die bildgebende Optik jeweils mittels rotem und grünem Licht, grünem und blauem Licht sowie blauem und rotem Licht gleichzeitig betrieben. Durch die zeitliche Überlagerung der Primärfarben wird der Gesamtlichtstrom erhöht, jedoch wird nicht gleichzeitig weißes Licht erzeugt. Stattdessen wird ein neuer Satz von Mischfarben generiert (hier: gelb aus rot und grün, cyan aus grün und blau sowie magenta aus blau und rot). Durch die zeitliche Integration des gelben, cyanfarbenen und magentafarbenen Licht entsteht dann der gewünschte zusätzliche, weiß wirkende Lichtstrom. Diese Ausgestaltung kann insbesondere zur Filmprojektion verwendet werden.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik durch weißes Mischlicht bestrahlt wird. Diese Ausgestaltung kann insbesondere für Projektionsarten oder Projektionsanwendungen verwendet werden, welche einen hohen Lichtstrom benötigen, z.B. zur Datenprojektion. Die Primärfarben werden dazu für eine vorgegebene Zeit alle gleichzeitig betrieben. Während des Weißsegments schaltet die bildgebende Optik dann bevorzugt alle Bildpunkte oder Pixel ein, die Weiß darstellen sollen. Es ist eine dynamische Variation des Weißlichtanteils (z.B. durch eine Einstellung von dessen Länge oder Intensität) möglich.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Projektor, aufweisend eine bildgebende Optik und mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen zur Beleuchtung der bildgebenden Optik, wobei der Projektor zur Durchführung des Verfahrens wie oben beschrieben eingerichtet ist.
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Dieser Projektor weist die gleichen Vorteile auf wie das Verfahren und kann analog ausgestaltet werden.
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Die mindestens zwei Halbleiterlichtquellen, welche Licht unterschiedlicher Farbe erzeugen, können beispielsweise das Licht direkt erzeugen („Primärlicht“) oder indirekt durch Bestrahlung mindestens eines Leuchtstoffs und folgender zumindest teilweisen Wellenlängenkonversion in Sekundärlicht. Die einzelne Farbe eines Lichts einer Halbleiterlichtquelle mag also insbesondere monochrom oder multichrom sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle eine Leuchtdiode aufweist. Es ist noch eine Weiterbildung, dass mindestens eine Halbleiterlichtquelle einen Laser aufweist. Jede Farbe kann von einer oder mehreren Halbleiterlichtquellen erzeugt werden.
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Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mindestens einen wellenlängenkonvertierenden Leuchtstoff enthalten (z.B. eine Konversions-LED sein). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Halbleiterlichtquelle (als solcher, welche insbesondere nur das Primärlicht ausstrahlt) angeordnet sein („Remote Phosphor“). Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann also auch eine Lichtquelle mit einem durch mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeregten Leuchtstoff bzw. ein solches Leuchtstoffelement umfassen.
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Falls eine Leuchtdiode vorhanden ist, kann diese in Form einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Projektor als ein Ein-Chip-DLP-Projektor ausgebildet ist und dazu eine DLP-Mikrospiegelvorrichtung als die bildgebende Optik aufweist, welche dazu eingerichtet ist, von den Halbleiterlichtquellen mit Hilfe des obigen Verfahrens erzeugtes Licht bildpunktweise auf eine Bildwand oder Projektionsebene zu werfen. Der DLP- Mikrospiegelvorrichtung mag mindestens ein optisches Element vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein, z.B. ein Umlenkspiegel, eine Linse usw.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Projektor als ein Ein-LCD-Projektor ausgebildet ist, z.B. auf Basis einer reflektierenden oder lichtdurchlässigen Flüssigkristallanzeige (LCD), z.B. als ein Ein-LCoS-Projektor.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlichtquellen jeweils mindestens eine Leuchtdiode oder Laser zur Erzeugung von Licht blauer Farbe, mindestens eine Leuchtdiode zur Erzeugung von Licht roter Farbe und mindestens eine Leuchtdiode oder laserangeregtes Leuchtstoffelement zur Erzeugung von Licht grüner Farbe aufweisen. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und lichtstarken Aufbau.
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Das blaue Licht mag insbesondere Licht aus einem Wellenlängenbereich zwischen 420 nm und 490 nm umfassen oder sein, insbesondere zwischen 440 nm und 480 nm, insbesondere zwischen 445 nm und 460 nm.
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Das grüne Licht mag insbesondere Licht aus einem Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 575 nm umfassen oder sein.
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Das rote Licht mag rotes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 650 nm und 750 nm), orangefarbenes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 585 nm und 620 nm) und/oder bernsteinfarbenes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 650 nm) umfassen oder sein. Das rote Licht (im weiteren Sinne) mag also insbesondere Licht aus einem Wellenlängenbereich zwischen 585 nm und 750 nm umfassen oder sein.
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Diese Wellenlängen können sich insbesondere auf eine Spitzenwellenlänge oder Zentrumswellenlänge beziehen.
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Im speziellen mag der Projektor mindestens einen ‚blauen‘ Laser zur Erzeugung von blauem Licht, mindestens eine ‚rote‘ Leuchtdiode zur Erzeugung von rotem Licht und mindestens ein ‚grünes‘ laserangeregtes Leuchtstoffelement zur Erzeugung von grünem Licht umfassen.
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Es ist noch eine spezielle Weiterbildung, dass anstelle des mindestens einen ‚blauen‘ Lasers mindestens eine ‚blaue‘ Leuchtdiode verwendet wird.
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Es ist auch eine spezielle Weiterbildung, dass anstelle des mindestens einen ‚grünen‘ laserangeregten Leuchtstoffelements mindestens eine ‚grüne‘ Leuchtdiode verwendet wird.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Projektor zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist. Dies ermöglicht eine besonders große Anwendungsbreite des Projektors. Dass der Projektor zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist, kann insbesondere bedeuten, dass der Projektor für die jeweilige Betriebsart eine jeweils unterschiedliche Art und Länge von Mischlichtabschnitten nutzt, welche für die gewählte Betriebsart den besten Kompromiss zwischen Lichtstrom und Farbsättigung ermöglichen.
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Die Betriebsarten können beispielsweise eine Datenprojektion, eine Farbbildprojektion, eine Schwarzweißbildprojektion und/oder eine Filmprojektion umfassen.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der Projektor in einer Betriebsart betrieben wird, bei der die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von rotem, grünem und blauem Licht bestrahlt wird, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Primärfarbe für eine vorbestimmte Kombinationszeitdauer zu gelbem, cyanfarbenem bzw. magentafarbenem Mischlicht überlagert. Dies ermöglicht eine besonders hohe Farbsättigung bei hohem Lichtstrom, was für die Betriebsart Filmprojektion besonders vorteilhaft sein kann.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Projektor in einer Betriebsart betrieben wird, bei der die bildgebende Optik durch weißes Mischlicht bestrahlt wird. Dies ermöglicht einen besonders hohe Lichtstrom bei ausreichender Farbsättigung, was für die Betriebsart Datenprojektion besonders vorteilhaft sein kann.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Aktivitätsdauer der Halbleiterlichtquellen variabel einstellbar ist. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor projizierten Lichts ermöglicht.
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Es ist ferner eine Weiterbildung, dass ein Betriebswert der Lichtquellen (z.B. ein Betriebsstrom) und/oder eine Aktivitätsdauer der Lichtquellen in Abhängigkeit des zu projizierenden Bildinhalts einstellbar bzw. variierbar ist.
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Insbesondere mag der Projektor auch zur Realisierung einer Dunkelperiode, in welcher kein Licht projiziert wird, eingerichtet sein. Mittels der Dunkelperiode kann z.B. eine Bildhelligkeit verringert werden.
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Der Projektor kann beispielsweise als Videoprojektor ausgebildet sein.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
- 1 zeigt in Schrägansicht ausgewählte Elemente eines Projektors;
- 2 zeigt ein erstes Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor aus 1 betreibbar ist; und
- 3 zeigt ein zweites Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor aus 1 betreibbar ist.
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1 zeigt in Schrägansicht ausgewählte Elemente eines Projektors 11, der z.B. als ein Videoprojektor betreibbar ist. Der Projektor 11 weist eine bildgebende Optik 12 in Form einer DLP-Mikrospiegelvorrichtung und drei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16 zur Beleuchtung der bildgebenden Optik 12 auf. Der Projektor 11 ist also als ein Ein-Chip-DLP-Projektor ausgebildet.
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Die erste Halbleiterlichtquelle ist ein (mindestens) blauer Laser 13, welcher sein blaues (Primär-)Licht Lb1 durch einen teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch eine Durchlichtoptik 18, z.B. eine oder mehrere Linsen, auf die bildgebende Optik 12 wirft. Von der bildgebenden Optik 12 wird das blaue Licht Lb1 (typischerweise über eine Optik 23) bildpunktweise auf eine Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Blaulichtanteil eines durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd.
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Die zweite Halbleiterlichtquelle ist (mindestens) eine rote Leuchtdiode 14, welche ihr rotes (Primär-)Licht Lr durch den teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch die Durchlichtoptik 18 auf die bildgebende Optik 12 wirft. Von der bildgebenden Optik 12 wird das rote Licht Lr bildpunktweise auf die Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Rotlichtanteil des durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd.
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Die dritte Halbleiterlichtquelle umfasst (mindestens) einen blauen Laser 15, welcher sein blaues (Primär-)Licht Lb2 durch den teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch eine Durchlichtoptik 20, z.B. eine oder mehrere Linsen, auf einen Leuchtstoff 16 aufweisenden, ringförmigen Konversionsbereich 21, hier: eines rotierenden Rads 22, wirft. Das rotierende Rad 22 dient dazu, eine zu starke Erwärmung des Leuchtstoffs 16 zu verhindern, indem es den Leuchtstoff 16 unter dem von dem blauen Laser 15 erzeugten stationären Lichtfleck dreht. Der Konversionsbereich 21 mag alternativ auch nur abschnittweise ringförmig oder ringsektorförmig ausgebildet sein. Der Leuchtstoff 16 wandelt das blaue Licht Lb2 zumindest im Wesentlichen vollständig in grünes Licht Lg um. Das grüne Licht Lg wird mittels der Durchlichtoptik 20 auf den teildurchlässigen Spiegel 17 geleitet. Der blaue Laser 15 und der Leuchtstoff 16 können auch als Halbleiterlichtquelle in Form eines laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16 angesehen werden.
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Der teildurchlässige Spiegel 17 ist für das grüne Licht Lg nicht durchlässig, sondern reflektierend ausgebildet, so dass es von dem teildurchlässigen Spiegel 17 durch die Durchlichtoptik 18 auf die bildgebende Optik 12 reflektiert wird. Von der bildgebenden Optik 12 wird das grüne Licht Lg bildpunktweise auf die Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Grünlichtanteil des durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd.
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Der Projektor 11 ist zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar, wie im Folgenden anhand eines zu einer jeweiligen Betriebsart zugehörigen Aktivierungs- oder Taktdiagramms der Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16 erläutert wird.
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2 zeigt ein erstes Aktivierungs- oder Taktdiagramm der Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16, mittels dessen der Projektor 11 aus 1 betreibbar ist, und zwar insbesondere zur Datenprojektion. Das erste Taktdiagramm zeigt eine Auftragung von taktartig in die Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15 eingebrachten Betriebsströmen Ib, Ir bzw. Ig über die Zeit t. Die Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig entsprechen in guter Näherung des Lichtstroms der Halbleiterlichtquellen 13, 14 bzw. 15, 16. Die Betriebsströme Ib, Ir und Ig sind nur für eine bestimmte Einschaltdauer oder Aktivierungsdauer tb = t2-t0 bzw. t8-t5 usw., tr = t4-t1 usw. bzw. tg = t6-t3 usw. eingeschaltet. Die Einschaltdauern tb, tr und tg können sich unterscheiden oder mögen zumindest paarweise, insbesondere alle, gleich sein.
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Die Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig sind so getaktet, dass die bildgebende Optik 12 sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert mit Mischlicht bestrahlt wird. Beispielhaft beginnend zu einem Anfangszeitpunkt t0 wird nur der den blauen Laser 13 betreibende Betriebsstrom Ib eingeschaltet, so dass auch nur der blaue Laser 13 sein blaues Licht Lb1 abstrahlt. Die bildgebende Optik 12 wird dabei einzelfarbig, nämlich nur blau, bestrahlt.
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Zu einem folgenden Zeitpunkt t1 wird zusätzlich der die rote Leuchtdiode 14 betreibende Betriebsstrom Ir zugeschaltet, und dann erst folgend zu einem Zeitpunkt t2 der Betriebsstrom Ib wieder ausgeschaltet. Auf die einzelfarbig blaue Bestrahlung zu einer Zeitdauer B1 = t1-t0 folgt eine überlagerte Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Zeitdauer („Kombinationszeitdauer“) B2= t2-t1. Während der Zeitdauer B2 wird also die bildgebende Optik 12 zweifarbig mit blau-rotem bzw. magentafarbenem Mischlicht des blauen Lasers 13 und der roten Leuchtdiode 14 bestrahlt.
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Ab dem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 folgt wieder eine einzelfarbig rote Zeitdauer B3 = t3-t2.
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Zum Zeitpunkt t3 wird zusätzlich der den blauen Laser 15 betreibende Betriebsstrom Ig zugeschaltet, und erst folgend zu einem Zeitpunkt t4 der Betriebsstrom Ir der roten Leuchtdiode 14 wieder ausgeschaltet. Auf die Zeitdauer B3 folgt deshalb eine überlagerte Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Kombinationszeitdauer B4 = t4-t3 mit rotgrünem bzw. gelbem Mischlicht der roten Leuchtdiode 14 und des laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16.
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Ab dem Zeitpunkt t4 bis zu einem Zeitpunkt t5 folgt wieder eine einzelfarbige, nun grüne Zeitdauer B5 = t5-t4. Zum Zeitpunkt t5 wird zusätzlich der den blauen Laser 13 betreibende Betriebsstrom Ib zugeschaltet, und erst folgend zu einem Zeitpunkt t6 der Betriebsstrom Ig des blauen Lasers 15 wieder ausgeschaltet. Auf die grüne Zeitdauer B5 folgt deshalb eine überlagerte Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Kombinationszeitdauer B6 = t6-t5 mit blau-grünem bzw. cyanfarbenem Mischlicht des blauen Lasers 13 und des laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16.
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Nach Ausschalten des blauen Lasers 15 zum Zeitpunkt t6 folgt wieder eine einzelfarbig blaue Zeitdauer B1' = t7-t6, an welche sich die Zeitdauern B2 bis B6 anschließen usw.
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Der sich aus der Kombination der Zeitdauern B1 bzw. B1' bis B6 ergebende Zeitabschnitt mag insbesondere so kurz sein, dass er von einem menschlichen Auge zeitlich nicht aufgelöst wird und also trotz seiner sequenziellen Grundform farblich integral wahrgenommen wird.
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Optional können die Einschalt- oder Aktivitätsdauern tb, tr und tg der Halbleiterlichtquellen 13, 14, 15, 16 und/oder die Zeitdauern B1 bzw. B1' bis B6 variabel eingestellt werden. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor projizierten Lichts ermöglicht.
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Insbesondere mag das Aktivierungs- oder Taktdiagramm optional auch eine Dunkelperiode aufweisen, während welcher keine der Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiv ist.
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3 zeigt ein zweites Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor 11 aus 1 betreibbar ist und zwar insbesondere zur Filmprojektion.
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Hier werden die Halbleiterlichtquellen 13-16 so betrieben (deren Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig so geschaltet), dass keine zweifarbigen Kombinationszeitdauern B2, B4 und B6 mehr auftreten, sondern zunächst nur einzelfarbige Zeitdauern B7 (blau) = t2-t0, B8 (rot) = t4-t2 bzw. B9 (grün) = t6-t4 sequenziell aufeinanderfolgend erzeugt werden.
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Zur Bereitstellung eines hohen Lichtstroms wird zusätzlich ein Weißlichtsegment B10 für eine Zeitdauer t8-t6 erzeugt. Während des Weißlichtsegments sind alle Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiviert, so dass ein rot-grünblaues bzw. weißes Mischlicht erzeugt wird.
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Auch hier können die Einschalt- oder Aktivitätsdauern tb, tr und tg der Halbleiterlichtquellen 13-16 und/oder die Zeitdauern B7 bis B10 variabel eingestellt werden. Insbesondere mag das Aktivierungs- oder Taktdiagramm optional auch eine Dunkelperiode erzeugen können, während welcher keine der Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiv ist.
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Der sich aus der Kombination der Zeitdauern B7 bis B10 ergebende Zeitabschnitt mag insbesondere so kurz sein, dass er von einem menschlichen Auge zeitlich nicht aufgelöst wird und also trotz seiner sequenziellen Grundform farblich integral wahrgenommen wird.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Aktivitätsdauer der Halbleiterlichtquellen variabel einstellbar ist. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor projizierten Lichts ermöglicht.
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Insbesondere mag der Projektor auch zur Realisierung einer Dunkelperiode, in welcher kein Licht projiziert wird, eingerichtet sein. Mittels der Dunkelperiode kann z.B. eine Bildhelligkeit verringert werden ohne einen Betriebsstrom der Halbleiterlichtquellen anpassen zu müssen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So können die in 2 und 3 gezeigten Abläufe auch kombiniert werden, z.B. durch Umsetzung zweifarbigen Mischlichts B2, B4 und/oder B6 und zusätzlich eines Weißsegments.
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Die in 2 und 3 gezeigten Abläufe können einer jeweiligen Betriebsart des Projektors zugeordnet sein und wahlweise ausgewählt werden.
