DE102015208247A1

DE102015208247A1 - Projektionsvorrichtung mit einem Farbrad zur zeitlich begrenzten Helligkeitsabsenkung

Info

Publication number: DE102015208247A1
Application number: DE102015208247.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hartwig
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2015-05-05
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2016-11-10
Also published as: CN106125476A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung (10) zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche, mit einer Lichtquelle (12) zur Erzeugung von Primärlicht (13) mit einer ersten spektralen Zusammensetzung, einem um eine Rotationsachse (22) drehbaren Farbrad (14) mit mindestens einem Funktionsbereich zur Bereitstellung von Sekundärlicht (15) mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung aus dem Primärlicht in Abhängigkeit eines Rotationswinkels (α) des Farbrads. Die Projektionsvorrichtung umfasst weiterhin eine Lichtlenkungseinrichtung (16) zur dynamisch steuerbaren Lenkung eines Teils des Sekundärlichts auf die Projektionsfläche und eine Steuervorrichtung (18) zur Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel und in Abhängigkeit von Bilddaten des projizierten Bildes. Das Farbrad ist dazu ausgelegt, während der Bereitstellung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung einen Helligkeitsverlauf des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer abzusenken, beispielsweise mittels eines Verlustelements (41, 43, 45, 47). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche mit einer Lichtquelle zur Erzeugung von Primärlicht mit einer ersten spektralen Zusammensetzung, einem um eine Rotationsachse drehbaren Farbrad mit mindestens einem Funktionsbereich zur Bereitstellung von Sekundärlicht mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung aus dem Primärlicht in Abhängigkeit eines Rotationswinkels des Farbrads, einer Lichtlenkungseinrichtung zur dynamisch steuerbaren Lenkung eines Teils des Sekundärlichts auf die Projektionsfläche, und einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel und in Abhängigkeit von Bilddaten des projizierten Bildes. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche, umfassend Erzeugen von Primärlicht mit einer ersten spektralen Zusammensetzung, Bereitstellen von Sekundärlicht mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung in Abhängigkeit eines Rotationswinkels eines um eine Rotationsachse drehbaren Farbrads, und Ansteuern einer Lichtlenkungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel und in Abhängigkeit von Bilddaten des projizierten Bildes.
Moderne Projektionsvorrichtungen werden vielfach mit einer Lichtlenkungseinrichtung zur Erzeugung eines projizierten Bildes auf einer Projektionsfläche ausgestattet, wobei ein Mikrospiegelarray, ein sogenannter DLP-Chip (Digital Light Processing), zur Veränderung des Strahlengangs von einer Lichtquelle zu der Projektionsfläche benutzt werden kann. Gegenüber Flüssigkristallprojektoren (LCD) weisen sie den Vorteil einer längeren Lebensdauer auf und stellen weniger Anforderungen an ihre Betriebsumgebung beispielsweise hinsichtlich Umgebungstemperaturen.
1 zeigt das Funktionsprinzip eines DLP-Chips. In einem DLP-LARP-Projektor gibt es ein Farbrad 14 in Form eines Leuchtstoffrads, das in verschiedene Funktionselemente im Funktionsbereich (siehe 2) segmentiert ist. So kann ein Funktionselement ein transparentes Fenster sein, eine Leuchtstoffspur oder ein diffus reflektierendes Element sein. Primärlicht 13 aus einer Lichtquelle 12 wird durch das Farbrad 14 in seiner spektralen Zusammensetzung verändert und trifft als Sekundärlicht 15 auf eine Lichtlenkungseinrichtung 16 in Form eines sogenannten Digital Micromirror Device (DMD). Eine Steuervorrichtung 18 steuert die Mikrospiegel in Abhängigkeit von den Bilddaten des projizierenden Bildes sowie von der momentanen Winkelstellung des Farbrades 14, nämlich dem Rotationswinkel α, und damit der momentanen Farbe des Sekundärlichts 15 so an, dass das Licht entweder auf eine Projektionslinse 17 oder auf ein Lichtabsorptionselement 19 gelenkt wird. Über die Zeitdauer, während der die Lichtlenkungseinrichtung 16 das Sekundärlicht 15 über die Projektionslinse 17 auf die Projektionsfläche abbildet, kann die Helligkeit des projizierten Bildpunktes eingestellt werden.
Bei den einzelnen Mikrospiegeln eines DLP-Chips handelt es sich um spiegelnde Flächen, die verkippbar, das heißt mechanisch beweglich sind. Sie weisen in der Regel zwei stabile Endzustände auf, zwischen denen ein Kippwinkel von circa 10 bis 12 Grad liegt. Aufgrund der mechanischen Bewegung ergibt sich hierbei eine maximale Wechselfrequenz von circa 500 Mal pro Sekunde zwischen den beiden stabilen Endzuständen. Die dadurch bedingte Mindestlichtleistung in jedem Farbkanal führt somit zu Einschränkungen in der Darstellbarkeit verschiedener Farbverläufe.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels der beziehungsweise dem die Farbdarstellung verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Projektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung geht von einer gattungsgemäßen Projektionsvorrichtung aus, welche derart weitergebildet ist, dass das Farbrad dazu ausgelegt ist, während der Bereitstellung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung einen Helligkeitsverlauf des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer abzusenken.
Verfahrensseitig wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, ein gattungsgemäßes Verfahren durch folgenden Schritt weiterzubilden: Absenken eines Helligkeitsverlaufs des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer während der Bereitstellung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mittels einer Lichtlenkungseinrichtung , insbesondere eines DLP-Chips, die Helligkeit eines Farbkanals zwar fein abgestuft gesteuert werden kann, eine minimale Einschaltzeit eines jeden Lichtlenkungselements, insbesondere Spiegelelements, aufgrund der mechanischen Trägheit nicht unterschritten werden kann und folglich eine Mindestlichtleistung pro Farbkanal die Menge der darstellbaren Farbkombinationen beziehungsweise die Auflösung eines Farbkanals nach unten begrenzt ist. Prinzipbedingt müssen Lichtlenkungseinrichtung und Farbrad synchronisiert auf die Bilddaten des projizierten Bildes betrieben werden. Erfindungsgemäß ist daher das Farbrad so ausgebildet, dass die Helligkeit des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer reduziert werden kann. Durch synchrone Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung zur Lenkung eines Teils des Sekundärlichts auf die Projektionsfläche synchron zu der Absenkung des Helligkeitsverlaufs des Sekundärlichts durch das Farbrad lässt sich somit eine geringere Mindestlichtleistung erzielen, welche noch von Null verschieden ist. Effektiv kann somit quasi eine verkürzte Mindesteinschaltzeit Lichtlenkungseinrichtung erzielt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die vorbestimmte Zeitdauer in Abhängigkeit von einer minimalen Schaltzeit, welche die Lichtlenkungseinrichtung für einen Umschaltvorgang benötigt, festgelegt. Dadurch ist eine optimale Anpassung des Farbrads an die jeweilige Lichtlenkungseinrichtung möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Zeitdauer 50 Prozent der minimalen Einschaltdauer, welche sich zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Umschaltvorgängen ergibt. Hierdurch wird zweckmäßigerweise die Mindestlichtleistung auf den halben Wert abgesenkt. Wird die minimale Einschaltdauer, welche sich zwischen zwei unmittelbar aufeinander folgenden Umschaltvorgängen eines Lichtlenkungselements (Mikrospiegels) ergibt, mit einem Bit gleichgesetzt, so kann dadurch eine Auflösungsvergrößerung um ein weiteres Bit erzielt werden.
Bevorzugt umfasst die Lichtlenkungseinrichtung ein Mikrospiegelarray, insbesondere einen DLP-Chip. Hierdurch können die Vorteile eines Mikrospiegelarrays hinsichtlich höherer Ausgangslichtleistung im Vergleich zu einem LCD-Projektor sowie zu einem deutlich reduzierten beziehungsweise gar nicht vorhandenen Verblassen oder Einbrennen von Farben mit den gestalterischen Freiheitsgraden, die durch die Auswahl der Farben auf dem Farbrad gegeben sind, kombiniert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu ausgelegt, bei einem auf die Projektionsfläche zu projizierenden Sekundärlicht mit einem von Null verschiedenen Helligkeitswert auf der Projektionsfläche die Lichtlenkungseinheit stets dann in einen Ausgabezustand zu steuern, bei welchem Sekundärlicht auf die Projektionsfläche gelenkt wird, wenn das Farbrad den Helligkeitsverlauf absenkt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen Ansteuerung, weil die Lichtlenkungseinheit synchron zu dem Farbrad immer an der gleichen Position in den Ausgabezustand gesteuert werden kann und das Verlassen des Ausgabezustands dann in Abhängigkeit des auszugebenden Helligkeitswerts erfolgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Funktionsbereich innerhalb eines Sektors des Farbrads angeordnet, welcher durch zwei Schenkel, die sich in der Rotationsachse des Farbrads treffen, und einen äußeren Kreis oben, dessen Kreismittelpunkt in der Rotationsachse liegt, begrenzt. Hierdurch ist eine exakte Zuordnung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung und damit der Farbe des Sekundärlichts in Abhängigkeit des Rotationswinkels des Farbrads gegeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Funktionsbereich zwischen dem äußeren Kreisbogen und einem inneren Kreisbogen angeordnet, dessen Kreismittelpunkt in der Rotationsachse liegt, wobei der Radius des äußeren Kreisbogens größer als der Radius des inneren Kreisbogens ist. Hierdurch kann der Funktionsbereich vorteilhaft auf einen von dem Primärlicht bestrahlten Bereich reduziert werden. Insbesondere kann somit für die Erzeugung des Sekundärlichts benötigtes Material eingespart werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist in dem Funktionsbereich ein Verlustelement zu der Absenkung des Helligkeitsverlaufs mit einer in Abhängigkeit von der vorbestimmten Zeitdauer und von einer Rotationsgeschwindigkeit des Farbrads ermittelten Sektorbreite angeordnet. Ein derartiges Verlustelement ist dazu ausgelegt, den Verlust des Lichtes im Strahlengang für eine kurze Zeit zu verursachen. Mögliche Ausführungsformen dieses Verlustelements sind absorbierende Elemente oder reflektierende Elemente, die das Licht in einen Bereich lenken, in dem es absorbiert wird, bevor es das Lichtmodul verlässt. Es ist auch möglich, das Verlustelement so auszuführen, dass das Licht nur teilweise reduziert wird, beispielsweise mit halbdurchlässigen Spiegeln.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verlustelement unmittelbar an einem von zwei Rändern des Funktionsbereichs angeordnet, wobei die Ränder jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden. Auf diese Weise können die in den Übergangsbereichen zwischen zwei Farbsegmenten, welche als Speichen oder Spokes bezeichnet werden, vorteilhaft die für die Absenkung der Helligkeit benötigten Verlustelemente gleichzeitig für eine Reduktion des Effekts von Mischfarben im Übergang benutzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Weiterbildung ist das Verlustelement im Bereich eines von zwei Rändern des Funktionsbereichs angeordnet, wobei die Rändern jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden, wobei der Abstand des Verlustelements von dem betreffenden Rand zwischen 40 Prozent und 120 Prozent der Breite des Verlustelements beträgt, insbesondere 50 Prozent oder 100 Prozent. Hierdurch ergibt sich der Vorteil der Unabhängigkeit von einem eventuell vorhandenen Jitter der Rotationsgeschwindigkeit des Farbrads, so dass eine besonders genaue Winkelpositionssynchronisation der Ansteuerung der Mikrospiegel entbehrlich ist. Leuchtstoffradumläufe und Schaltvorgänge der Mikrospiegel unterliegen Schwankungen. In dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, dass Schaltvorgänge und Verlustsegment immer genau in Phase sind. Die Breite des Verlustelements entspricht einem Winkelbereich, welcher während der minimalen Umschaltzeit der Lichtlenkungseinrichtung von dem Sekundärlicht überstrichen wird. Die Breite des Verlustelements und die minimale Umschaltzeit der Lichtlenkungseinheit sind somit über die Rotationsgeschwindigkeit des Farbrads miteinander gekoppelt. Die Anordnung des Verlustelements direkt an einem der zwei Ränder des Funktionsbereichs ermöglicht somit die optimale Ausnutzung des für den jeweiligen Farbkanal zur Verfügung stehenden Segmentbereichs auf dem Farbrad.
Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass ein Verlustelement als gemeinsames Verlustelement für zwei unmittelbar benachbarte Farbbereiche des Farbrads Anwendung findet.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Verlustelement im Bereich eines von zwei Rändern des Funktionsbereichs angeordnet, wobei die Rändern jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden, wobei der Abstand des Verlustelements von dem betreffenden Rand zwischen 40 Prozent und 120 Prozent der Breite des Verlustelements beträgt, insbesondere 50 Prozent oder 100 Prozent. Wenn die Lichtlenkungseinrichtung zu dem Zeitpunkt, zu dem das Sekundärlicht gerade den Übergang zu dem Funktionsbereich (Speiche/Spoke) passiert, in einen Zustand wechselt, in dem Sekundärlicht auf die Projektionsfläche gelenkt wird (Ein-Zustand), und unmittelbar danach in den ursprünglichen Zustand zurückwechselt, (Aus-Zustand) so wird der von dem Sekundärlicht während des Ein-Zustands überstrichene Bereich des Funktionsbereichs nachfolgend als Minimaleinschaltrandbereich bezeichnet. Natürlich kann der Minimaleinschaltrandbereich auch am anderen Ende des Funktionsbereichs, das heißt an der ablaufenden Speiche des Funktionsbereichs angeordnet sein.
Besonders bevorzugt weist das Verlustelement eine Breite auf, welche sich aus der Hälfte, das heißt 50 Prozent der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs ergibt. Es kann vorgesehen sein, das Verlustelement an dem Rand des Minimaleinschaltrandbereichs anzuordnen, welcher der Speiche, das heißt dem Übergang zu dem benachbarten Funktionsbereich eines anderen Farbsegments abgewandt angeordnet ist. Ausgehend von dem Übergangsbereich ergibt sich somit zunächst ein unveränderter Anteil des Funktionsbereichs, welcher genauso breit ausgebildet ist, wie das daran anschließende Verlustelement, das heißt beide nehmen jeweils die Hälfte des Minimaleinschaltrandbereichs ein.
Besonders bevorzugt kann jedoch auch vorgesehen sein, das Verlustelement mittig in dem Minimaleinschaltrandbereich anzuordnen. Dadurch ergibt sich an dem Übergangsbereich von einem benachbarten Funktionsbereich eines anderen Farbkanals zu dem Funktionsbereich zunächst ein Bereich mit einer Breite von 25 Prozent der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs, in welchem der Funktionsbereich unverändert vorliegt. Daran schließt sich wie schon zuvor dargestellt ein Verlustelement mit einer Breite von 50 Prozent der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs an. Die restlichen 25 Prozent des Minimaleinschaltrandbereichs sind wieder durch den Funktionsbereich in seiner unveränderten Ausgestaltung gegeben. Durch diese Anordnung des Verlustelements wird sowohl eine gute Ausnutzung des verfügbaren Winkelbereichs für den Funktionsbereich erzielt als auch geringe Abweichungen des jeweiligen Rotationswinkels des Farbrads in Bezug auf den Einschaltzeitpunkt der Lichtlenkungseinrichtung in ihrer störenden Wirkung auf eine gleichbleibende Helligkeit reduziert.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Verlustelement im Bereich eines von zwei Rändern des Funktionsbereichs angeordnet, wobei die Ränder jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden, wobei der Abstand des Verlustelements von dem betreffenden Rand zwischen 13 Prozent und 40 Prozent der Breite des Verlustelements beträgt, insbesondere ein Sechstel oder ein Drittel der Breite des Verlustelements. Insbesondere kann die Breite des Verlustelements 75 Prozent der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs aufweisen. Wie bereits zuvor dargestellt, kann das Verlustelement mittig in dem Minimaleinschaltrandbereich angeordnet sein, so dass sich im Übergangsbereich zu dem Funktionsbereich ein Sechstel des Verlustelements insbesondere ein Achtel der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs ergeben. Mit einem Verlustelement mit einer Breite von drei Vierteln beziehungsweise 75 Prozent der Breite des Minimaleinschaltrandbereichs kann somit noch ein geringerer Wert für die Mindestlichtleistung erreicht werden. Unter der Annahme, dass die Mindestumschaltdauer der Lichtlenkungseinrichtung zwischen dem Aus-Zustand zu dem Ein-Zustand und wieder zurück einem Bit entspricht, kann durch eine derartige Ausgestaltung des Verlustelements die Auflösung um zwei weitere Bit erhöht werden. Das heißt es ist insgesamt ein viertel Bit darstellbar.
Bevorzugt ist in dem Funktionsbereich ein Konversionsmittel angeordnet, wobei in dem Bereich des Verlustelements das Konversionsmittel durch das Verlustelement ersetzt und/oder abgedeckt und/oder in seiner Konversions-Effizienz reduziert ist. Insbesondere kann das Konversionsmittel durch einen Leuchtstoff ausgebildet sein. Eine normale für den Betrieb vorgesehene Leuchtstoffspurdicke kann zwischen 80 Mikrometern bis 200 Mikrometern betragen. Für das Verlustelement kann eine Leuchtstoffspurdicke von 10 Mikrometern bis 60 Mikrometern vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Konversionsmittel durch eine Beschichtung abgedeckt sein. Ebenso kann das Verlustelement auch einen Leerraum auf einem Träger des Farbrads darstellen, welcher durch einen mechanischen Eingriff, wie beispielsweise Fräsen oder mittels eines Laserschneideprozesses, erzeugt worden ist. Mögliche Ausführungsformen des Verlustelements sind absorbierende Elemente oder reflektierende Elemente, die das Licht in einen Bereich lenken, in dem es absorbiert wird, bevor es das Lichtmodul verlässt. Es ist auch möglich, das Verlustelement so auszuführen, dass das Licht nur teilweise reduziert wird, beispielsweise mit halbdurchlässigen Spiegeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem Funktionsbereich ein Filtermittel angeordnet, wobei in dem Bereich des Verlustelements das Filtermittel durch das Verlustelement ersetzt und/oder abgedeckt und/oder in seinem Transmissionsgrad reduziert ist. Bei dem Filtermittel kann es sich um einen Farbfilter, Polarisationsfilter und dergleichen handeln. Allgemein kann jedes Filtermittel zum Einsatz kommen, welches dazu geeignet ist, aus dem Primärlicht mit der ersten spektralen Zusammensetzung das Sekundärlicht mit der zweiten spektralen Zusammensetzung herauszufiltern, das heißt das Filtermittel passieren zu lassen und die restlichen Spektralanteile zurückzuhalten. Für das Verlustelement können zusätzliche Filtermittel eingesetzt werden, welche insbesondere eine Absenkung der Helligkeit bewirken. Das Filtermittel kann durch eine Beschichtung abgedeckt oder ersetzt sein, es kann auch vorgesehen sein den Transmissionsgrad des Filtermittels zu reduzieren, beispielsweise durch eine Bearbeitung mit einem Laser. Dadurch kann beispielsweise die Stelle des Verlustelements geschwärzt werden und somit einen Lichtdurchtritt reduzieren oder vollständig unterbinden. Ebenso kann auch eine Beschichtung mit einem reflektierenden Material vorgesehen sein, welches das angestrahlte Primärlicht wieder zurückreflektiert, ohne es in den Strahlengang des Sekundärlichts passieren zu lassen.
Die für die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gelten gleichermaßen für entsprechende Verfahren und umgekehrt. Folglich können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Berücksichtigung der beigefügten Figuren. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
Es zeigen:
1 in vereinfachter schematischer Darstellung das Funktionsprinzip einer aus dem Stand der Technik bekannten DLP-Projektionsvorrichtung,
2 in vereinfachter schematischer Darstellung ein aus dem Stand der Technik bekanntes Farbrad zur Verwendung in einer Projektionsvorrichtung gemäß der Darstellung in 1,
3 eine schematische Darstellung schaltbarer Lichtleistungen am Beispiel eines 3-Bit-Segments auf einem Farbrad,
4 eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsformen eines Verlustelements sowie dessen Zusammenwirken mit einer minimalen Schaltzeit der Lichtlenkungseinrichtung, und
5 eine schematische Darstellung möglicher Schaltzeiten bei der Verwendung eines Verlustelements mit einer Breite, welche mit der Hälfte der minimalen Schaltzeit der Lichtlenkungseinrichtung korrespondiert.
Die Erfindung geht von einer Projektionsvorrichtung 10 gemäß der Darstellung in 1 aus. Eine Lichtquelle 12, beispielsweise eine Gasentladungslampe oder eine Halbleiterlichtquelle in Form einer oder mehrerer Leuchtdioden (LED) oder Laser-Dioden dient zur Erzeugung von Primärlicht 13 mit einer ersten spektralen Zusammensetzung. Im Strahlengang des Primärlichts 13 ist ein um eine Rotationsachse 22 drehbares Farbrad 14 angeordnet, welches zur Bereitstellung von Sekundärlicht 15 mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung aus dem Primärlicht dient.
Das Sekundärlicht 15 mit der zweiten spektralen Zusammensetzung wird dabei in Abhängigkeit eines Rotationswinkels α des Farbrades erzeugt. Zur Darstellung unterschiedlicher Farben ist das Farbrad in verschiedene Funktionsbereiche segmentiert. Die Funktionsbereiche sind in einzelnen Sektoren des Farbrads 14 angeordnet, die Grenzlinien zwischen den einzelnen Funktionsbereichen werden auch als Speichen (Spokes) bezeichnet. Die Anzahl und die Winkelbreite der einzelnen Funktionsbereiche in der Darstellung ist hierbei beliebig wählbar und nur beispielhaft dargestellt. Ein Funktionsbereich kann ein transparentes Fenster, eine Leuchtstoffspur oder ein diffus reflektierendes Element sein. In Abhängigkeit der Ausgestaltung des Farbrads ergibt sich somit ein Bereich für den Rotationswinkel α, bei dem Sekundärlicht 15 mit der zweiten spektralen Zusammensetzung, welche beispielsweise ein grünes Licht ergibt, bereitgestellt wird.
Eine Lichtlenkungseinrichtung 16, welche beispielsweise durch ein Mikrospiegelarray (DLP-Chip) gegeben sein kann, reflektiert das eingestrahlte Sekundärlicht 15 je nach Zustand des entsprechenden Spiegelelements auf eine Projektionslinse 17, von welcher das Bild dann auf eine nicht dargestellte Projektionsfläche projiziert wird oder in dem Aus-Zustand des entsprechenden Spiegels auf ein Lichtabsorptionselement 19, welches reflexionsarm oder reflexionsfrei ausgebildet ist. Damit das Bild auch mit den richtigen Farben auf die Projektionsfläche projiziert wird, erfolgt die Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung 16 mittels einer Steuervorrichtung 18 in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel α und in Abhängigkeit von den Bilddaten des projizierten Bildes.
In einer DLP-Projektionsvorrichtung werden Farben durch schnelles Schalten der Mikrospiegel erreicht. Da die Schaltzeit der Mikrospiegel nicht beliebig klein ist, gibt es eine Mindestlichtleistung, die hierdurch geschaltet werden kann. Über die Schaltzeiten ergibt sich auch die maximal darstellbare Bit-Tiefe über die Segmentlänge auf der jeweiligen Farbe. Pro Bit sind, abhängig vom jeweiligen DLP-Chip, 50 bis 200 Mikrosekunden pro Bit vorzusehen (auch andere Zeiten sind möglich). Das Segment, abzüglich des sogenannten Speichenbereichs, in dem das Nachbarsegment mit einer anderen Farbe noch angesprochen wird, muss somit bei 120 Hertz Radumlauffrequenz in etwa 5 Grad (bei 100 Mikrosekunden) sein (7,5 Grad bei 180 Hertz). Durch die Verkleinerung der kleinsten Lichtmenge können Farbverläufe in LARP-Projektoren verbessert werden. Zudem ermöglicht die Erhöhung der Bit-Auflösung auf dem Farbrad zusätzliche Gestaltungsspielräume bezüglich der Aufteilung. Zum Beispiel ist es möglich, Doppel- oder Dreifachsequenzen auf dem Rad anzuordnen und dabei die jeweilige Farb-Bit-Tiefe beizubehalten. Da sich der Speichenanteil bei jeder zusätzlichen Sequenz erhöht, reduziert sich die Bit-Tiefe bei Beibehaltung der jeweiligen Segmentgröße ohne Speichenbereich immer weiter. Eine Bit-Tiefe für das Blausegment von 8, Grün- und Rotsegment von 10 und Gelb von 5 gilt als zu erreichendes Minimum.
In der 2 ist ein Farbrad 14 dargestellt, wie es in einer Projektionsvorrichtung 10 zum Einsatz kommen kann. Insbesondere kann das Farbrad 14 als Leuchtstoffrad ausgebildet sein. Ein Trägerelement 20 ist um eine Rotationsachse 22 drehbar. Auf dem Trägerelement 20 ist ein Aktivbereich 24 angeordnet, welcher entsprechend einer Aufteilung in unterschiedliche Sektoren in einzelne Funktionsbereiche 241, 242, 243, 244, 245 unterteilt ist. Gemäß der Darstellung in 2 liegt ein momentaner Beleuchtungsbereich 26 des Farbrades 14 momentan in dem Funktionsbereich 241. Die Funktionsbereiche 241 bis 245 können bei einem Leuchtstoffrad beispielsweise eine Leuchtstoffspur oder ein Fenster aufweisen, durch das das blaue Anregungslicht, welches als Primärlicht 13 auf den Funktionsbereich 241 eingestrahlt wird, praktisch unverändert als Sekundärlicht 15 den Funktionsbereich 241 passieren kann. In diesem Fall ist also die erste spektrale Zusammensetzung gleich der zweiten spektralen Zusammensetzung.
Ein derartiges Leuchtstoffrad kann bei sogenannten Laser Activated Remote Phosphor-Projektionsvorrichtungen (LARP) zum Einsatz kommen, bei dem die Lichtquelle 12 durch eine Laser-Lichtquelle gebildet ist und das erzeugte Primärlicht 13 eine schmalbandige erste spektrale Zusammensetzung mit Schwerpunkt im blauen Bereich aufweist. Insbesondere können weitere benötigte Farben wie beispielsweise grün, gelb und rot nicht oder nur in einem unwesentlichen Maß ausgesendet werden. Das Sekundärlicht 15 für die weiteren Farbkanäle wird in diesem Fall mit Hilfe eines Konversionsmittels in Form eines Leuchtstoffs erzeugt. Der Beleuchtungsbereich 26 markiert hierbei ein Feld, welches von dem Sekundärlicht 15 angestrahlt wird, wobei dieses Feld mit der Drehung des Farbrads 14 über den Funktionsbereich 241 hinweg wandert. Bei einer weiteren Drehung des Farbrads 14 wandert der Beleuchtungsbereich 26 des Sekundärlichts 15 über den Grenzbereich zwischen dem Funktionsbereich 241 und dem Funktionsbereich 242 hinweg in den Funktionsbereich 242.
Zum besseren Verständnis sind in der 3 schaltbare Lichtleistungen am Beispiel eines 3-Bit-Segments auf einem Leuchtstoffrad (es kann sich hier selbstverständlich auch um ein konventionelles Filterrad mit verschiedenen Farbfiltern in den unterschiedlichen Funktionsbereichen handeln) dargestellt. Es kann sich beispielsweise um den Funktionsbereich 241 handeln. Der Funktionsbereich 241 ist in acht Zuständen dargestellt, das zugehörige Bit-Muster B der Ansteuerung ist unter der jeweiligen Darstellung vermerkt. Oberhalb des jeweiligen Funktionsbereichs 241 ist eine Zeitskala ergänzt, auf welcher eine Zeit t in Mikrosekunden in 100er Schritten von 0 bis 700 aufgetragen ist. Gemäß der Darstellung in 3 ist hierbei eine zeitliche Auflösung von 1 Bit gleichgesetzt mit der Zeit t = 100 Mikrosekunden. Über die Rotationsgeschwindigkeit des Farbrads 14, das heißt die Ableitung des Rotationswinkels α nach der Zeit t, ergibt sich damit die Breite eines Bit-Segments. Bei einer zeitlichen Auflösung von 3 Bit kann somit ein Segmentbereich von null bis zu dem Winkel, welcher innerhalb von 700 Mikrosekunden überstrichen wird, mittels der Lichtlenkungseinrichtung 16 entweder über die Projektionslinse 17 auf die Projektionsfläche geleitet werden oder auf das Lichtabsorptionselement 19 geleitet werden.
Unabhängig davon, dass die einzelnen Funktionsbereiche 241 bis 245 nacheinander kontinuierlich durchlaufend von dem Sekundärlicht 15 bestrahlt werden, ist erfolgt die Darstellung gemäß der 3 abhängig von einem Zustand der Lichtlenkungseinrichtung 16 (beziehungsweise eines konkreten Spiegelelements stellvertretend für eine Vielzahl von Spiegelelementen des Mikrospiegelarrays) aus einer Kombination von Aus-Segmenten 30 oder Ein-Segmenten 31. Zur besseren Übersichtlichkeit ist lediglich ein exemplarisches Bit-Segment mit den jeweiligen Bezugszeichen 30 und 31 versehen, die Zuordnung zu den jeweiligen Zustandsdarstellungen ergibt sich aus der entsprechenden Schraffur. Die Zahlen neben den Einzeldarstellungen des Funktionsbereichs 241 entsprechen Helligkeitswerten L des dargestellten Bildpunkts, welcher durch eine entsprechende Ansteuerung des zugehörigen Spiegelelements der Lichtlenkungseinrichtung 16 mit dem angegebenen Bit-Muster B erzeugt wird.
Zur Erläuterung der Erfindung wird nun angenommen, dass eine minimale, endliche Einschaltdauer der Lichtlenkungseinrichtung 16, welche sich zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Umschaltvorgängen ergibt, 100 Mikrosekunden beträgt und damit gerade mit der Breite eines Ein-Segments 31 korreliert. Damit können alle in der 3 abgebildeten Zustände eingestellt werden. Möchte man nun statt einer Auflösung von 3 Bit eine um 1 Bit höhere Auflösung von 4 Bit erzielen, so würde jedes Bit-Segment halbiert werden, und zusätzlich am Ende ein weiteres halbes Bit-Segment angehängt werden, so dass sich insgesamt eine Breite von 15 Halbbit-Segmenten ergibt.
Vereinfachend wird nun angenommen, dass auf dem Funktionsbereich 241 noch genügend Restbreite vorhanden ist, um Platz für das weitere halbe Bit-Segment bereitzustellen, so dass auf eine Neuskalierung verzichtet werden kann. Für eine 4-Bit-Konfiguration in dem Zustand mit dem Bitmuster B gleich 0000 ergibt sich somit die gleiche Breite eines Ein-Segments 31 wie für ein 3-Bit-Segment im Zustand mit dem Bitmuster B gleich 000, nämlich eine Breite von Null. Mit anderen Worten bleibt die Lichtlenkungseinrichtung 16 in der Zeit, in welcher der Beleuchtungsbereich 26 über den Funktionsbereich 241 wandert, kontinuierlich in dem Aus-Zustand. Dementsprechend sieht ein 4-Bit-Beleuchtungsschema mit einem Bitmuster B gleich 0010 identisch aus wie ein 3-Bit-Schema mit einem Bitmuster B gleich 001. Davon abweichend führt jedoch ein 4-Bit-Schema mit dem Bitmuster B gleich 0001 nicht zu einem Zwischenzustand zwischen 000 und 001, so dass lediglich ein halbes Bit-Segment als Ein-Segment 31 vorliegt, vielmehr ist durch die Einschränkung der minimalen Einschaltdauer zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Umschaltvorgängen der Lichtlenkungseinrichtung 16, welche vorliegend 100 Mikrosekunden beträgt, das effektive Beleuchtungsschema in der 4-Bit-Konfiguration 0001 identisch zu der 3-Bit-Konfiguration mit dem Bitmuster B gleich 001, das heißt die Breite der Ansteuerung ist doppelt so groß wie eigentlich vorgesehen.
Um somit eine höhere Helligkeitsauflösung im untersten Bit der ursprünglichen 3-Bit-Konfiguration zu erzielen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, in diesem Bit-Segment ein Verlustelement 41, 43, 45, welches die halbe Breite des Bit-Segments aufweist, anzuordnen.
Nachfolgend wird das unterste Bit-Segment mit 301 bezeichnet. 4 zeigt verschiedene Ausgestaltungen des untersten Bit-Segments 301 mit jeweils einem Verlustelement 41, 43, 45. In einer ersten Ausführungsform des untersten Bit-Segments 301 ist ein Verlustelement 41 direkt am Rand des gesamten Funktionsbereichs 241 angeordnet. Das Verlustelement 41 nimmt die Hälfte des untersten Bit-Segments 301 ein, die verbleibende Hälfte des Bit-Segments 301, welche sich an dem restlichen Funktionsbereich der anderen Bit-Segmente anschließt, ist mit 42 bezeichnet. In einer weiteren Ausgestaltungsform des untersten Bit-Segments 301 ist ein Verlustelement 43 auf der gegenüberliegenden Seite des untersten Bit-Segments 301 wie am Beispiel des Verlustelements 41 dargestellt.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des untersten Bit-Segments 301 ist ein Verlustelement 45 mittig innerhalb des untersten Bit-Segments 301 angeordnet. Rechts und links verbleiben jeweils mit einer Breite von 25 Prozent der Breite des untersten Bit-Segments 301 ein Teil des Funktionsbereichs 241 in seinem ursprünglichen Zustand. Die Anordnung des Verlustelements in der Mitte des untersten Bit-Segments 301 ist die bevorzugte Ausführungsform, da sie unabhängiger von einem Jitter der Farbraddrehung ist. Die Ausführungsform mit mittig angeordnetem Verlustelement 45 zwischen zwei Restfunktionsbereichen 46a, 46b ermöglicht, dass immer das gesamte Verlustelement 45 von der Lichtlenkungseinrichtung 16 beziehungsweise einem jeweiligen Einzelspiegel abgebildet wird. Auf diese Weise ist ein gleichmäßiger Helligkeitsverlauf sichergestellt, ohne höhere Anforderungen an den Gleichlauf des Farbrads 14 beziehungsweise eine genauere Erfassung des Rotationswinkels α des Farbrads 14 als bei einer üblichen Projektionsvorrichtung der gattungsgemäßen Art gemäß dem Stand der Technik zu stellen .
Weiterhin ist das Zusammenwirken des untersten Bit-Segments 301 mit der Lichtlenkungseinrichtung 16 dargestellt. Die Lichtlenkungseinrichtung 16 wird mit der minimalen Einschaltdauer ton_min angesteuert, wobei der Einschaltzeitpunkt auf den Beginn des untersten Bit-Segments 301, nämlich den linken Rand des Restfunktionsbereichs 46a synchronisiert ist. Da sowohl die minimale Einschaltdauer ton_min als auch die Durchlaufzeit des untersten Bit-Segments zu jeweils 100 Mikrosekunden gewählt sind, erfolgt das Ausschalten der Lichtlenkungseinrichtung 16 an dem rechten Rand des untersten Bit-Segments 301, nämlich dem Rand des Restfunktionsbereichs 46b. Die übereinstimmende Festlegung der beiden Zeitwerte auf jeweils 100 Mikrosekunden dient lediglich zur Erläuterung der Erfindung und ist keinesfalls Voraussetzung für deren Anwendbarkeit.
Die Verwendung eines der Verlustelemente 41, 43, 45 ermöglicht quasi die Darstellung eines halben Bit, das heißt die Helligkeit auf der Projektionsfläche wird bei gleicher Einschaltdauer, nämlich der minimalen Einschaltdauer ton_min, im Vergleich zu einem untersten Bit-Segment 301 ohne ein Verlustelement 41, 43, 45 auf die Hälfte reduziert.
Die Auflösbarkeit der Helligkeit in dem untersten Bit-Segment kann noch weiter gesteigert werden mit einer alternativen Ausführungsform des untersten Bit-Segments 301, bei welcher ein Verlustelement 47 drei Viertel, das heißt 75 Prozent der Breite des untersten Bit-Segments 301 einnimmt. Hierdurch verbleiben rechts und links von dem Verlustelement 47 jeweils Restfunktionsbereiche 48a und 48b, welche in ihrer Breite jeweils ein Achtel der Breite des untersten Bit-Segments 301 aufweisen. Zur Darstellung des gleichen Helligkeitswerts wie in dem zuvor beschriebenen Fall mit dem Verlustelement 45 sowie einer Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung 16 mit der minimalen Einschaltdauer ton_min muss bei einer Verwendung eines verbreiterten Verlustelements 47 die Einschaltzeit verlängert werden, welche hier mit der Einschaltdauer ton dargestellt ist.
Die Einstellung einer längeren Einschaltdauer ton ist nicht an eine Stufung in Vielfachen der minimalen Einschaltdauer ton_min gebunden, weil eine Lichtlenkungseinrichtung 16 in Form eines üblicherweise verwendeten Mikrospiegelarrays in der Regel zwei stabile Endzustände aufweist, so dass zwischen zwei Umschaltvorgängen eine beliebig lange Haltedauer eingefügt werden kann, in welchen das Mikrospiegelelement beispielsweise in dem Ein-Zustand verbleibt, wobei die zeitliche Abstufbarkeit dieser Haltedauer lediglich von den Eigenschaften der Steuervorrichtung 18 abhängt. Somit wird während der verlängerten Einschaltdauer ton auch ein Teil des nächsthöheren Bit-Segments 49 erfasst. Für die Darstellung eines viertel Bits ist mit dem Verlustelement 47 die Einschaltdauer auf die minimale Einschaltdauer ton_min zu setzen. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu dem Verlustelement 41, 43, 45 eine weitere Halbierung der Helligkeit bei der minimalen Einschaltdauer ton_min.
Weiterhin lässt sich der Darstellung auch die Wirkung einer nicht exakten Winkelsynchronisation des Farbrads 14 und der Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung 16 erkennen. Bei der Ansteuerung mit der verlängerten Einschaltdauer ton ist beispielhaft der Einschaltzeitpunkt auf den rechten Rand des Restfunktionsbereichs 48a gelegt. Eine weitere Verzögerung würde den Einschaltzeitpunkt dann in den Bereich des Verlustelements 47 verschieben. Bei der Ansteuerung mit der minimalen Einschaltdauer ton_min ist der Einschaltzeitpunkt auf den linken Rand des Restfunktionsbereich 48a gelegt. Zwischen diesen beiden Extremlagen kann der Einschaltzeitpunkt variieren, das heißt das Fenster mit der jeweiligen Einschaltdauer ton beziehungsweise ton_min verschoben werden, ohne dass es dabei zu einer Änderung der effektiven Helligkeit kommt. Somit ergibt sich ein Zeitfenster mit einer Breite von 12,5 Mikrosekunden, innerhalb dessen der Einschaltzeitpunkt wandern darf, ohne eine Änderung in dem Helligkeitsverlauf zu bewirken.
5 zeigt mögliche Schaltzeiten in einer ersten Variante I bei der Verwendung einer Halbbit-Konfiguration. Für den Fall, dass das Verlustelement 47, welches zur Erzeugung des halben Bits benötigt wird, stets mitbenutzt wird, liegt der Einschaltzeitpunkt der Lichtlenkungseinrichtung 16 jeweils in dem Restfunktionsbereich 48a. Die Zahlen über der jeweiligen Darstellung repräsentieren die jeweilige realisierte Helligkeit L. So befindet sich beim Durchlauf des untersten Bit-Segments 301 die Lichtlenkungseinrichtung 16 in dem Ein-Zustand. Während des Durchlaufs der übrigen Bit-Segmente des Funktionsbereichs 241 befindet sich die Lichtlenkungseinrichtung 16 in dem Aus-Zustand. Ausgehend von einem Helligkeitswert L gleich 1 mit einer Einschaltdauer ton = 100 Mikrosekunden wird mit zunehmendem Helligkeitswert jeweils die Einschaltdauer ton jeweils in jedem Schritt um 50 Mikrosekunden erhöht. Bei einer maximalen Einschaltdauer von 800 Mikrosekunden ergibt sich damit ein Helligkeitswert L von 15.
Eine alternative Ansteuerungsform ist unter einer zweiten Variante II dargestellt. Hierbei wird das halbe Bit nur bei ungeraden Bit-Werten benutzt. Für die Darstellung des Helligkeitswerts L gleich 1 wird somit der Bereich des untersten Bit-Segments 301 benutzt, die Lichtlenkungseinrichtung 16 befindet sich in dieser Phase in dem Ein-Zustand. Für den Helligkeitswert L gleich 2 wird jedoch nicht das unterste Bit-Segment 301 benutzt, sondern das benachbarte Bit-Segment, das Einschalten der Lichtlenkungseinrichtung 16 erfolgt somit um 100 Mikrosekunden verzögert gegenüber dem Zustand mit dem Helligkeitswert L gleich 1. Während des Durchlaufs des untersten Bit-Segments 301 befindet sich die Lichtlenkungseinrichtung 16 somit in dem Aus-Zustand und schaltet erst danach für 100 Mikrosekunden in den Ein-Zustand. Für die Darstellung des Helligkeitswerts L gleich 3 erfolgt das Einschalten in gleicher Weise wie bei dem Helligkeitswert L gleich 1, die Einschaltdauer beträgt hierbei 200 Mikrosekunden. Die Ansteuerung für den Helligkeitswert L gleich 4 erfolgt in ähnlicher Weise wie für den Helligkeitswert L gleich 2, wobei lediglich die Einschaltdauer ton nunmehr 200 Mikrosekunden beträgt.
Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können natürlich Einteilungen, insbesondere die Wahl der Zeitbasis, die Segmentierungen des Farbrads 14 und die Bit-Auflösungen beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.
Somit wurde voranstehend gezeigt, wie eine Projektionsvorrichtung, insbesondere eine Projektionsvorrichtung auf der Basis von „Laser Activated Remote Phosphor“ (LARP) mittels einer Bit-Fraktionierung eine Reduzierung der Helligkeit unterhalb einer vorgegebenen minimalen Einschaltdauer erzielen kann.

Claims

Projektionsvorrichtung (10) zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche, mit: – einer Lichtquelle (12) zur Erzeugung von Primärlicht (13) mit einer ersten spektralen Zusammensetzung; – einem um eine Rotationsachse (22) drehbaren Farbrad (14) mit mindestens einem Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) zur Bereitstellung von Sekundärlicht (15) mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung aus dem Primärlicht in Abhängigkeit eines Rotationswinkels (α) des Farbrads; – einer Lichtlenkungseinrichtung (16) zur dynamisch steuerbaren Lenkung eines Teils des Sekundärlichts auf die Projektionsfläche ; und – einer Steuervorrichtung (18) zur Ansteuerung der Lichtlenkungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel und in Abhängigkeit von Bilddaten des projizierten Bildes; dadurch gekennzeichnet, dass das Farbrad dazu ausgelegt ist, während der Bereitstellung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung einen Helligkeitsverlauf des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer abzusenken.
Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer in Abhängigkeit von einer minimalen Schaltzeit (ton_min), welche die Lichtlenkungseinrichtung für einen Umschaltvorgang benötigt, festgelegt ist.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer 50 Prozent der minimalen Einschaltdauer beträgt, welche sich zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Umschaltvorgängen ergibt.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtlenkungseinrichtung (16) ein Mikrospiegelarray umfasst, insbesondere einen DLP-Chip.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (16) dazu ausgelegt ist, bei einem auf die Projektionsfläche zu projizierenden Sekundärlicht (15) mit einem von Null verschiedenen Helligkeitswert auf der Projektionsfläche die Lichtlenkungseinheit (16) stets dann in einen Ausgabezustand zu steuern, bei welchem Sekundärlicht auf die Projektionsfläche gelenkt wird, wenn das Farbrad (14) den Helligkeitsverlauf absenkt.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) innerhalb eines Sektors des Farbrads (14) angeordnet ist, welcher durch zwei Schenkel, die sich in der Rotationsachse (22) des Farbrads treffen, und einen äußeren Kreisbogen, dessen Kreismittelpunkt in der Rotationsachse liegt, begrenzt ist.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) zwischen dem äußeren Kreisbogen und einem inneren Kreisbogen angeordnet ist, dessen Kreismittelpunkt in der Rotationsachse (22) liegt, wobei der Radius des äußeren Kreisbogens größer als der Radius des inneren Kreisbogens ist.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) ein Verlustelement (41, 43, 45, 47) zu der Absenkung des Helligkeitsverlaufs mit einer in Abhängigkeit von der vorbestimmten Zeitdauer und von einer Rotationsgeschwindigkeit des Farbrads (14) ermittelten Sektorbreite angeordnet ist.
Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlustelement (41, 43, 45, 47) unmittelbar an einem von zwei Rändern des Funktionsbereichs (241, 242, 243, 244, 245) angeordnet ist, wobei die Ränder jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse (22) schneiden.
Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlustelement (41, 43, 45, 47) im Bereich eines von zwei Rändern des Funktionsbereichs (241, 242, 243, 244, 245) angeordnet ist, wobei die Ränder jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden, wobei der Abstand des Verlustelements von dem betreffenden Rand zwischen 40 Prozent und 120 Prozent der Breite des Verlustelements beträgt, insbesondere 50 Prozent oder 100 Prozent.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlustelement (41, 43, 45, 47) im Bereich eines von zwei Rändern des Funktionsbereichs (241, 242, 243, 244, 245) angeordnet ist, wobei die Ränder jeweils Teilstücke von zwei Geraden sind, welche sich in der Rotationsachse schneiden, wobei der Abstand des Verlustelements von dem betreffenden Rand zwischen 13 Prozent und 40 Prozent der Breite des Verlustelements beträgt, insbesondere ein Sechstel oder ein Drittel der Breite des Verlustelements.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) ein Konversionsmittel angeordnet ist, wobei in dem Bereich des Verlustelements (41, 43, 45, 47) das Konversionsmittel durch das Verlustelement ersetzt und / oder abgedeckt und/oder in seiner Konversions-Effizienz reduziert ist.
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Funktionsbereich (241, 242, 243, 244, 245) ein Filtermittel angeordnet ist, wobei in dem Bereich des Verlustelements (41, 43, 45, 47) das Filtermittel durch das Verlustelement ersetzt und/oder abgedeckt und/oder in seinem Transmissionsgrad reduziert ist.
Verfahren zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche, umfassend: – Erzeugen von Primärlicht (13) mit einer ersten spektralen Zusammensetzung; – Bereitstellen von Sekundärlicht (15) mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung in Abhängigkeit eines Rotationswinkels (α) eines um eine Rotationsachse (22) drehbaren Farbrads; und – Ansteuern einer Lichtlenkungseinrichtung (16) in Abhängigkeit von dem Rotationswinkel und in Abhängigkeit von Bilddaten des projizierten Bildes; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: – Absenken eines Helligkeitsverlaufs des Sekundärlichts für eine vorbestimmte Zeitdauer während der Bereitstellung des Sekundärlichts mit der zweiten spektralen Zusammensetzung.