DE10259318A1

DE10259318A1 - Vorrichtung zur Verbesserung der Leuchtdichte in einem Projektionsfernsehsystem

Info

Publication number: DE10259318A1
Application number: DE10259318A
Authority: DE
Inventors: Seok-Il Yoon; Gyu-Hwan Hwang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2003-07-17
Also published as: CN1427623A; KR20030050472A; KR100803586B1; US6995811B2; US20030142242A1; JP2003244578A; CN1205807C; JP4088516B2

Abstract

Es wird ein Projektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte bereitgestellt. Das Projektionsfernsehsystem umfasst einen Bildschirm mit einer ersten Linseneinrichtung zum Brechen eines einfallenden Strahls in einen konvergenten Strahl, eine zweite Linseneinrichtung zum Brechen des von der ersten Linseneinrichtung gebrochenen Strahls in einen divergenten Strahl und eine Schutzplatte zum Schützen mindestens der zweiten Linseneinrichtung, wobei ein optisches Emissionsmaterial mindestens in einem der obigen Elemente enthalten ist, um nichtsichtbares Licht, das in dem einfallenden Strahl enthalten ist, in sichtbares Licht umzuwandeln. Alternativ kann das Projektionsfernsehsystem eine optische Emissionsschicht mit dem optischen Emissionsmaterial zwischen einer Lichtquelle und einer Bilderzeugungseinrichtung, etwa einer Flüssigkristallanzeige (LCD), aufweisen. Mit dem bereitgestellten Projektionsfernsehsystem sind die vertikalen und horizontalen Betrachtungsmittel vergrößert und die Gesamthelligkeit des Bildes ist verbessert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegenden Erfindung betrifft ein Projektionsfernsehsystem und betrifft insbesondere ein Projektionsfernsehsystem mit verbesserter Helligkeit, um eine hohe Helligkeit bzw. Leuchtdichte zu realisieren bei gleichzeitiger Aufweitung der horizontalen und vertikalen Betrachtungswinkel.

Beschreibung des Stands der Technik

Bildanzeigegeräte, etwa Projektionsfernsehsysteme oder Videoprojektoren, sind Bildprojektionssysteme, die Bilder erzeugen, indem eine Bilderzeugungseinrichtung verwendet wird, etwa kleinvolumige Kathodenstrahlröhren (CRT), Flüssigkristallanzeigen (LCD) und Polymerdispersionsflüssigkristalle (PDLC) als Bildquellen verwendet werden, und es werden die Bilder auf einen großen Bildschirm zur Darstellung gewünschter Bilder vergrößert und projiziert. Aufgrund der Vorteile des Bereitstellens großflächiger Bilder steigt die Nachfrage nach Projektionsfernsehsystemen und Videoprojektoren ständig an.

Ein Bildprojektionssystem wird entweder als Vorderseiten- oder Rückseitentyp entsprechend dem Verfahren des Vergrößerns und Projizierens der Bilder auf dem Bildschirm eingestuft.

In Fig. 1 umfasst ein konventionelles Rückseitenprojektionsfernsehsystem ein Gehäuse 10, einen Bildschirm 20, die an der vorderen Fläche des Gehäuses 10 montiert ist und Bilder darstellen kann, eine Bilderzeugungseinrichtung 11, etwa eine CRT, die in dem Gehäuse 10 installiert ist, um die Bilder zu erzeugen und auszustrahlen, eine Projektionslinseneinheit 13 zur Vergrößerung und Projektion der von der Bilderzeugungseinrichtung 11 ausgestalteten Bilder und einen Spiegel 15 zum Reflektieren des von der Projektionslinseneinheit 13 in Richtung des Bildschirms 20 projizierten Bilder. Da die Bilder von der hinteren Fläche des Bildschirms 20 in dem Rückseitenprojektionsfernsehsystem bei der Projektionstelevision projiziert werden, betrachten die Beobachter die Bilder vor dem Bildschirm 20.

Im Allgemeinen beobachten mehrere Zuschauer die auf dem Bildschirm des Bildprojektionssystems dargestellten Bilder aus diversen Winkeln in der horizontalen Ebene. Daher ist es vorzuziehen, dass die Bilder über einen weiten Winkelbereich in einer horizontalen Ebene verteilt sind.

Daher bestimmen die optischen Eigenschaften des Bildschirms eines Projektionsfernsehsystems zum Großteil die Bildqualität. Insbesondere sind die optischen Eigenschaften des Bildschirms eines Projektionsfernsehsystems für eine Großprojektionstelevision, etwa das Fernsehen mit hoher Auflösung (HD-TV), das hochaufgelöste Bilder erzeugt, noch wichtiger.

Gemäß den Fig. 2 und 3 umfasst der Bildschirm 20 des Projektionsfernsehsystems aus Fig. 1 eine Fresnel-Linse 20a zum Umwandeln des einfallenden Lichts aus der Projektionslinse in einen parallelen Strahl. Folglich werden in der Bilderzeugungseinrichtung 11 geformte Bildsignale auf dem Bildschirm 20 durch einen Bildprojektionsstrahlengang als ein Bild mit gleichmäßiger Helligkeit über einen großen Betrachtungswinkel dargestellt. Ferner ist eine Lentikular-Linse 20c als Lichtverteilungseinrichtung vorgesehen, die durch Verbinden mehrerer konvexer Einheitslinsen 20b in paralleler Weise benachbart zu der Vorderseite der Fresnel-Linse 20a gebildet ist. Die Lentikular-Linse 20c zerstreut den parallelen Strahl, der von der Fresnel-Linse 20a projiziert wird. Jeder Verbindungsbereich der Einheitslinsen 20b der Lentikular-Linse 20c besitzt einen Kantenbereich 20d, auf dem schwarze Streifen eingearbeitet sind.

Eine vordere Schutzplatte (nicht gezeigt) ist vor der Lentikular-Linse 20c zum Schutz der Fresnel-Linse 20a und der Lentikular-Linse 20c vor Kratzern und Staub angeordnet. Ferner wird die vordere Schutzplatte verwendet, um den Kontrast der Bilder zu verbessern. Die vordere Schutzplatte ist aus einem transparenten Material, etwa Acryl, hergestellt, so dass auf der Lentikular-Linse 20c gebildete Bilder von außerhalb betrachtet werden können.

Des Weiteren können divergierende Mittei (nicht gezeigt), etwa Gläser oder Polymere, in die konvexe Form der Einheitslinsen 20b eingebracht werden, um die vertikalen und horizontalen Betrachtungswinkel der Lentikular-Linse 20c zu verbessern.

Obwohl gemäß dem konventionellen Bildschirm der Betrachtungswinkel durch die divergierenden Mittel erhöht ist, ist die optische Durchlässigkeit durch Rückwärtsstreuung, Reflexion oder Absorption von Licht aus dem Bild eingeschränkt, wodurch die Helligkeit reduziert wird.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Projektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte bereit zu stellen, um äußerst lichtintensive Bilder zu erhalten, wobei gleichzeitig ein weiter Betrachtungswinkelbereich gewährleistet ist.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst ein Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte eine Lichtquelle, eine Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Bildes, eine erste Projektionslinseneinheit zur Vergrößerung und Projizierung des in der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Bildes, eine Reflexionseinrichtung zum Reflektieren des von der ersten Projektionslinseneinheit projizierten Bildes, einen Bildschirm, auf dem das von der Reflexionseinrichtung reflektierte Bild dargestellt wird, und/oder eine optische Emissionseinrichtung, die zwischen der Lichtquelle und der Bilderzeugungseinrichtung angeordnet ist, um nichtsichtbares Licht, das von der Lichtquelle herkommt, in sichtbares Licht umzuwandeln und das sichtbare Licht auszusenden.

Die optische Emissionseinrichtung ist eine optische Emissionsschicht mit einer hohen Durchlässigkeit, die ultraviolettes Licht und Licht in der Nähe des Ultraviolettbereichs absorbiert, um sichtbares Licht aufgrund des Stroke-Prozesses oder des Anti-Stroke- Prozesses zu emittieren. Die optische Emissionsschicht ist eine fluoreszente Schicht, in der eine vorbestimmte Menge an fluoreszierender Substanz gleichförmig verteilt ist.

Die Reflexionseinrichtung umfasst einen ersten Spiegel zum Umlenken einer optischen Achse eines von der ersten Projektionslinseneinheit projizierten Bildes, und einen zweiten Spiegel zum Reflektieren des von der optischen Konversionseinrichtung auf den Bildschirm projizierten Bildes. Des Weiteren ist eine zweite Projektionslinseneinheit zwischen dem ersten Spiegel und dem zweiten Spiegel vorgesehen.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen umfasst ein Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte eine erste Linseneinrichtung zum Brechen eines einfallenden Strahls in einen konvergenten Strahl, eine zweite Linseneinrichtung zum Brechen des von der ersten Linseneinheit gebrochenen Strahls in einen divergenten Strahl, und eine Schutzplatte zum Schützen mindestens der zweiten Linseneinrichtung, wobei ein optisches Emissionsmaterial in der ersten Linseneinrichtung und/oder der zweiten Linseneinrichtung und/oder der Schutzplatte enthalten ist, um nichtsichtbares Licht, das in dem einfallenden Strahl enthalten ist, in sichtbares Licht umzuwandeln.

Das optische Emissionsmaterial ist in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung eingebettet, das benachbart zu der Schutzplatte liegt, in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung, das benachbart zu der ersten Linseneinrichtung ist, in Gebieten der zweiten Linseneinrichtung, die benachbart zu der Schutzplatte und der ersten Linseneinrichtung sind, oder in einem Gebiet der ersten Linseneinrichtung, das benachbart zu der zweiten Linseneinrichtung ist.

Wenn das optische Emissionsmaterial in dem Gebiet der ersten Linseneinrichtung, das benachbart zu der zweiten Linseneinrichtung liegt, eingebettet ist, ist ein divergierendes Mittel zum Zerstreuen des einfallenden Strahles in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung eingebettet, das benachbart zu der ersten Linseneinrichtung ist.

Das optische Emissionsmaterial ist eine fluoreszierende Substanz, die ultraviolettes Licht und Licht im nahen Ultraviolettbereich in sichtbares Licht umwandelt.

Erfindungsgemäß werden die vertikalen und horizontalen Betrachtungswinkel des Projektionsfernsehsystemes vergrößert und die Helligkeit des Bildes ist verbessert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obige Aufgabe und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der Beschreibung der detaillierten bevorzugten Ausführungsformen hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert werden; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht, die ein konventionelles Rückseitenprojektionsfernsehsystem zeigt;
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau eines Bildschirms des konventionellen Rückseitenprojektionsfernsehsystems aus Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die eine erste Ausführungsform eines Bildschirms eines Rückseitenprojektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig. 4;
Fig. 6 bis 10 sind Draufsichten, die zweite bis sechste Ausführungsformen von Bildschirmen von Rückseitenprojektionsfernsehsystemen mit hoher Leuchtdichte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 11 ist eine perspektivische Aufrissansicht, die eine siebte Ausführungsform eines Bildschirms eines Rückseitenprojektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 12 und 13 Schnittansichten, die bevorzugte Ausführungsform eines Rückseitenprojektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte mit einer optischen Projektionseinrichtung zwischen einer Bilderzeugungseinrichtung und Lichtquellen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsform eines Projektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte gezeigt sind. In den Zeichnungen kann die Dicke der Schichten und der Gebiete der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt sein.
Es wird nun ein Bildschirm eines Projektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte für die Gewährleistung eines weiteren Betrachtungswinkelbereichs und einer hohen Leuchtdichte bzw. hohen Helligkeit beschrieben.

Erste Ausführungsform

Gemäß Fig. 4 umfasst eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einen Bildschirm 100 eines Projektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte, eine erste Linseneinrichtung 110 und eine zweite Linseneinrichtung 120. Die erste Linseneinrichtung 110 ist so angeordnet, um einfallenden Strahl in einen konvergenten Strahl zu brechen, und vorzugsweise umfasst die erste Linseneinrichtung 110 eine Fresnel-Linse, die einen einfallenden Strahl mit einer vorbestimmten Bildinformation aus einer Projektionsvorrichtung in einen parallelen Strahl umwandelt. Die zweite Linseneinrichtung 120 ist so angeordnet, um den von der ersten Linseneinrichtung 110 gebrochenen Strahl in einen divergenten Strahl zu brechen. Vorzugsweise umfasst die zweite Linseneinrichtung 120 eine Lentikular-Linse, in der mehrere konvexe Einheitslinsen 121 parallel verbunden sind. Ferner umfassen parallele Verbindungsbereiche der Einheitslinsen 121 Kantenbereiche 122. Schwarze Streifen 122b sind durch Aufmalen schwarzer Tinte an Vorderflächen der Kantenbereich 122 gebildet. Die Lentikular-Linse zerstreut den parallelen Strahl, der von der Fresnel-Linse herkommt, um Bilder zu erzeugen. In diesem Falle absorbieren die schwarzen Streifen 122b einen Teil des von außen einfallenden Lichts, um den Kontrast des auf der vorderen Fläche der Lentikular-Linse gebildeten Bilds zu verbessern.
Des Weiteren umfasst die vordere Fläche der zweiten Linseneinrichtung 120, welche die Fläche ist, die benachbart zu einer Schutzplatte (nicht gezeigt), etwa ein antireflektierender Film oder ein Anti-Blendungsfilm (AG), ist, ein vorbestimmtes optisches Emissionsmaterial 124. Hierbei schützt die Schutzplatte die zweite Linseneinrichtung 120 oder/und die erste Linseneinrichtung 110 vor einer Verschmutzung und hilft dabei, eine ungewünschte Reflexion von Licht von Außen her zu verhindern.
Entsprechend den Fig. 4 und 5 ist insbesondere das optische Emissionsmaterial 124 in den ausgeprägten Bereichen der Einheitslinsen 121 zwischen den Kantenbereichen 122 eingebettet und gleichmäßig entlang den Kantenbereichen 122 verteilt.
Vorzugsweise ist das optische Emissionsmaterial 124 eine fluoreszierende Substanz, die Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge, d. h. ultraviolettes (UV) oder nahezu ultraviolettes (365 nm), absorbiert, um sichtbares Licht zu emittieren. Vorzugsweise weist die fluoreszierende Substanz blaue fluoreszierende Substanzen, etwa ZnS : Ag und/oder grüne fluoreszierende Substanzen, etwa ZnSiO₄ : Mn und/oder rote fluoreszierende Substanzen, etwa Zn₃(PO₄)₂ : Mn auf. Falls die fluoreszierende Substanz aus mehr als zwei Arten von fluoreszierenden Substanzen hergestellt ist, die unterschiedliche Fluoreszenzstrahlen emittieren, wird vorzugsweise das Mischverhältnis der fluoreszierenden Substanzen entsprechend der Farbtönung des Projektionsfernsehsystems bestimmt. Da es ferner möglich ist, dass eine spezielle Farbe eine Hintergrundfarbe wird, kann der Kontrast verbessert werden.
Das optische Emissionsmaterial 124 kann jedoch ein beliebiges Material sein, in dem die Nachleuchteigenschaften der fluoreszierenden Substanz zur Wirkung kommen.
Das optische Emissionsmaterial verbessert zusammen mit der fluoreszierenden Substanz die Helligkeit des Bildschirms, indem das ultraviolette Licht und das Licht im nahen Ultraviolettbereich in sichtbares Licht umgewandelt wird, und es funktioniert als ein vorhandenes divergierendes Mittel, um den einfallenden Strahl zu zerstreuen. Daher ist es vorzuziehen, dass das optische Emissionsmaterial 124 in einer vorbestimmten Größe gebildet wird, um wirksam den Strahl zu zerstreuen, ohne dabei die fluoreszierenden Eigenschaften einzuschränken.
Wenn, wie oben beschrieben ist, das optische Emissionsmaterial 124 in dem Bildschirm eingebettet ist, werden die Helligkeit und die horizontalen und vertikalen Betrachtungswinkel verbessert, da das optische Emissionsmaterial 124 die fluoreszierenden Eigenschaften und die optisch divergierenden Eigenschaften aufweist.
Bildschirme gemäß den zweiten bis siebten Ausführungsformen eines Bildschirms entsprechend der vorliegenden Erfindung sind identisch mit der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform eines Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung, mit Ausnahme der Bereiche, in die die fluoreszierenden Substanzen eingebettet sind. Daher werden im Folgenden die Beschreibung der zweiten bis siebten Ausführungsformen der Bildschirme auf die Bereiche eingeschränkt, in denen die fluoreszierenden Substanzen eingebettet sind.

Zweite Ausführungsform

Gemäß Fig. 6 ist das optische Emissionsmaterial 124 gemäß der dritten Ausführungsform in der hinteren Fläche der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu der ersten Linseneinrichtung 110 ist, eingebettet.
Insbesondere ist das optische Emissionsmaterial 124 in konvexen Bereichen der zweiten Linseneinrichtung 120, die der ersten Linseneinrichtung 110 gegenüberliegen, eingebettet. Dabei ist vorzugsweise das optische Emissionsmaterial 124 entlang der Oberfläche der zweiten Linseneinrichtung 120 eingebettet und gleichförmig von der Oberseite zur Unterseite der zweiten Linseneinrichtung 120 verteilt.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform eines Bildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht durch Kombinieren der ersten und zweiten Ausführungsformen. Dabei ist das optische Emissionsmaterial 124 in der optischen Emissionsoberfläche der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu einer Schutzplatte (nicht gezeigt) liegt, sowie in konvexen Bereichen der Oberfläche der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu der ersten Linseneinrichtung 110 liegt, eingebettet. Dabei ist vorzugsweise das gleiche optische Emissionsmaterial 124 an beiden Oberflächen der zweiten Linseneinrichtung 120 vorgesehen. Es ist jedoch möglich, dass die fluoreszierenden Eigenschaften oder die Größe des optischen Emissionsmaterials 124, das an einer Seite der Linseneinrichtung 120 eingebettet ist, unterschiedlich sind.
Beispielsweise ist eine fluoreszierende Substanz, die ausgewählt wird aus roten, grünen oder blauen fluoreszierenden Substanzen, in den konvexen Bereichen der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu der Schutzplatte liegen, eingebettet, während eine weitere fluoreszierende Substanz, die aus der gleichen Gruppe gewählt sein kann, in den konvexen Bereichen der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu der ersten Linseneinrichtung 110 angeordnet sind, eingebettet ist. Hierbei können die Größen der fluoreszierenden Substanzen, die in den konvexen Bereichen an beiden Seiten der zweiten Linseneinrichtung 120 eingebettet sind, gleich oder unterschiedlich sein.

Vierte Ausführungsform

Gemäß Fig. 8 ist die fluoreszierende Substanz 124 gleichmäßig über die gesamte Fläche der zweiten Linseneinrichtung 120 mit Ausnahme der Kantenbereiche 122 eingebettet.

Fünfte Ausführungsform

Eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst ein optisches Emissionsmaterial und ein divergierendes Mittel. Da in diesem Falle das divergierende Mittel einen Strahl in ausreichender Weise zerstreut, ist vorzugsweise das optische Emissionsmaterial so angeordnet, um den Strahl zu emittieren.
Insbesondere ist gemäß Fig. 9 das optische Emissionsmaterial 124 in konvexen Bereichen der Oberfläche der zweiten Linseneinrichtung 120, die benachbart zu der ersten Linseneinrichtung 110 liegen, eingebettet, und ein divergierendes Mittel 126 ist in konvexen Bereichen zwischen den Kantenbereichen 122 einer optischen Emissionsoberfläche eingebettet. In diesem Falle ist das divergierende Mittel 126 ein Glaspulver oder ein Polymerpulver, das einen vorbestimmten Teilchendurchmesser aufweist. Da das Profil des divergenten Strahles sich entsprechend dem Durchmesser der Teilchen des divergierenden Mittels 126 ändert, kann das Profil des divergierenden Strahles eingestellt werden, indem der Teilchendurchmesser des divergierenden Mittels kontrolliert wird.

Sechste Ausführungsform

Gemäß Fig. 10 ist das optische Emissionsmaterial 124 in der ersten Linseneinrichtung 110 eingebettet. Dabei ist das optische Emissionsmaterial 124 in einem Gebiet der ersten Linseneinrichtung 110 eingebettet, das benachbart zu der zweiten Linseneinrichtung 120 liegt, d. h., der Oberfläche zum Brechen und Aussenden eines Strahls in Richtung der zweiten Linseneinrichtung 120.
Wenn daher ein von einer Projektionseinheit (nicht gezeigt) projizierter Strahl durch die ersten Linseneinheit 110 hindurchgeht, wird sichtbares Licht in die zweite Linseneinrichtung 120 eingespeist, während das optische Emissionsmaterial 124 nicht sichtbare Wellenlängen, d. h. Ultraviolett, in sichtbares Licht umwandelt. Als Folge davon steigt die Intensität des von der ersten Linseneinrichtung 110 in die zweite Linseneinrichtung 120 eingespeisten Lichts an.
Da einerseits das optische Emissionsmaterial 124, das in der ersten Linseneinrichtung 110 eingebettet ist, die Helligkeit verbessert und den Strahl zerstreut, ist kein zusätzliches divergierendes Mittel erforderlich. Trotzdem kann ein vorbestimmtes divergierendes Mittel in konvexen Bereichen der optischen Emissionsfläche der zweiten Linseneinrichtung 120 eingebettet werden.
Wenn andererseits das optische Emissionsmaterial 124, das in der ersten Linseneinrichtung 110 eingebettet ist, eine fluoreszierende Substanz ist, die aus der Gruppe mit roten, blauen und grünen fluoreszierenden Substanzen gewählt ist, kann eine weitere fluoreszierende Substanz, die sich von der in der ersten Linseneinrichtung 110 eingebetteten Substanz unterscheidet, in der zweiten Linseneinrichtung 120 eingebettet werden. Dabei kann die Verteilung des optischen Emissionsmaterials 124 in der zweiten Linseneinrichtung 120 so sein, wie dies zuvor in der ersten bis vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bildschirms beschrieben ist.

Siebte Ausführungsform

Gemäß Fig. 11 ist ein Bildschirm aus der ersten und der zweiten Linseneinrichtung 110, 120 und einer Schutzplatte 128 gebildet, wobei die Schutzplatte 128 das optische Emissionsmaterial 124 enthält.
Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Bildschirms wird die Helligkeit bzw. Leuchtdichte eines Projektionsfernsehsystems verbessert und der Bereich der Betrachtungswinkel des Projektionsfernsehsystems wird vergrößert. Im Folgenden wird ein Rückseitenprojektionsfernsehsystem zur Verbesserung der Helligkeit und des Betrachtungswinkels durch Vorsehen einer optischen Emissionseinrichtung in einem Strahlengang von einer Lichtquelle zu einem Bildschirm beschrieben.
Gemäß Fig. 12 umfasst eine erste Ausführungsform eines Rückseitenprojektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte gemäß der vorliegenden Erfindung einen Bildschirm 100, auf dem Bilder an einer vorderen Fläche eines Gehäuses 130 dargestellt werden. Ein geneigter zweiter Spiegel 142 ist an einer hinteren Oberfläche des Gehäuses 130 im Bildschirm 100 gegenüberliegend angeordnet. Eine Projektionseinheit ist an einem unteren Bereich des Gehäuses 130 befestigt, um einen Strahl mit einer vorbestimmten Bildinformation auf den Bildschirm 100 über den zweiten Spiegel 142 zu projizieren. Hierbei ist die Projektionseinheit aus einer Lichtquelle 132, etwa einer Xenon-, einer Metallhalogenid-, oder einer äußerst leistungsstarken Lampe (UHP), die einen Strahl aussendet, wobei Halogen oder Xenon verwendet wird, einer Flüssigkristallanzeige (LCD) 136 als eine Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Bildern, wobei von einer separaten Bildsignalquelle eingespeiste Bildsignale verwendet werden, einer optischen Emissionseinrichtung 134, die zwischen der Lichtquelle 132 und der LCD 136 angeordnet ist, um einen nichtsichtbaren Teil des von der Lichtquelle 132 kommenden Strahls in sichtbares Licht umzuwandeln und das umgewandelte sichtbare Licht mit einem ursprünglich sichtbarem Anteil des Strahls, der von der Lichtquelle 132 kommt, zu der LCD 136 auszusenden, einer Projektionslinseneinheit 138 zum Vergrößern und Projizieren des von der LCD 136 erzeugten Bildes, und einem ersten Spiegel zum Reflektieren des vergrößerten Bildes zu dem zweiten Spiegel 142 gebildet. Die optische Emissionseinrichtung 134 mit einer fluoreszierenden Eigenschaft absorbiert einfallendes Licht und emittiert Licht mit einer längeren Wellenlänge. Ferner ist die optische Emissionseinrichtung aus einer Schicht mit einer hohen Durchlässigkeit aufgebaut und vorzugsweise aus einer fluoreszierenden Schicht mit einer hohen Durchlässigkeit, wobei eine vorbestimmte fluoreszierende Substanz 134a gleichförmig verteilt ist. Die optische Emissionseinrichtung 134 kann aus einem Material gebildet sein, auf die eine fluoreszierende Substanz aufgetragen ist.
Vorzugsweise besitzt die fluoreszierende Substanz eine fluoreszierende Eigenschaft, wie sie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Die Projektionslinseneinheit 138 kann diverse Linsenanordnungen aufweisen, um optische Achsen auszurichten oder optische Aberration zu reduzieren. Die LCD 136 kann ein Reflexionstyp oder ein Transmissionstyp sein oder kann aus einem digitalen Mikro-Spiegelelement (DMD) gebildet sein.
Gemäß Fig. 13 wird eine zweite Ausführungsform eines Rückseitenprojektionsfernsehsystems mit hoher Leuchtdichte gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Beschreibung von zu der ersten Ausführungsform gleichen Komponenten weggelassen wird.
Ein Gehäuse 150 besitzt einen Bildschirm 166 an einer vorderen Fläche und einen geneigten Spiegel 164 hinter dem Bildschirm 166 und von diesem getrennt. Das Gehäuse 150 umfasst eine Projektionseinheit zum Projizieren eines Bildes auf den Spiegel 164. Die Projektionseinheit weist eine Lichtquelle 152, eine LCD 156 als eine Bilderzeugungseinrichtung, eine optische Emissionseinrichtung 154, die zwischen der Lichtquelle 152 und der LCD 156 gebildet ist und eine vorbestimmte fluoreszierende Substanz 154a aufweist, eine erste Projektionslinseneinheit 158 zum Projizieren des Bildes, eine Konversionseinrichtung 160 für die optische Achse zum Umlenken der Richtung einer optischen Achse des von der ersten Projektionslinseneinheit 158 projizierten Bildes, und eine zweite Projektionslinseneinheit 162 zum Vergrößern und Projizieren des von der optischen Konversionseinrichtung 160 einfallenden Bildes auf. Obwohl vorzugsweise die optische Konversionseinrichtung 160 einen Spiegel umfasst, kann ebenso ein Prisma oder ein Polygonspiegel statt dessen verwendet werden.
Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen eingeschränkt ist, und es können diverse Variationen und Modifikationen innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung, die durch die angefügten Patentansprüche definiert ist, ausgeführt werden. Beispielsweise kann die fluoreszierende Substanz in Streifen auf die optische Emissionsschicht, die zwischen der Lichtquelle und der Bilderzeugungseinrichtung angeordnet ist, aufgetragen werden, anstatt dass diese gleichförmig verteilt ist. Ferner können fluoreszierende Schichten auf die Schutzplatte eines Bildschirms aufgebracht werden, um die gesamte Oberfläche der Schutzplatte oder gleichförmig verteilter kleiner Bereiche zu bedecken. Eine zusätzliche optische Emissionsschicht, die der optischen Hauptemissionsschicht entspricht, kann auf einer Oberfläche des optischen Brechungselements, das zwischen der Bilderzeugungseinrichtung und der Lichtquelle angeordnet ist, aufgetragen werden. Der Bildschirm mit der fluoreszierenden Substanz oder der fluoreszierenden Schicht kann in dem Rückseitenprojektionsfernsehsystem unter Verwendung einer Kathodenstrahlröhre (CRT) als die Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen sein, und die fluoreszierende Schicht kann in einem Frontseitenprojektionsfernsehsystem unter Verwendung einer CRT oder einer LCD als eine Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen werden. Daher sollte der Schutzbereich der Erfindung als durch die Patentansprüche definiert betrachtet werden.
Wie zuvor beschrieben ist, umfasst erfindungsgemäß ein Projektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte einen Bildschirm mit einer fluoreszierenden Substanz, die ultraviolettes Licht oder Licht im nahen Ultraviolettbereich in sichtbares Licht umwandelt, oder eine fluoreszierende Schicht mit der fluoreszierenden Substanz zwischen einer Lichtquelle und einer Bilderzeugungseinrichtung. Aufgrund des Bildschirmes oder der fluoreszierenden Schicht wird die Helligkeit bzw. die Leuchtdichte bei der Television im sichtbaren Bereich verbessert. Da die fluoreszierende Substanz eine divergierende Funktion aufweist, kann ferner die Fernsehübertragung unter einem größeren Bereich vertikaler und horizontaler Winkel betrachtet werden.

Figurenbeschreibung

Fig. 1-3

Stand der Technik

Claims

1. Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte mit:
einer Lichtquelle;
einer Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Bildes;
einer ersten Projektionslinseneinheit zur Vergrößerung und Projizierung des in der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Bildes;
einer Reflexionseinrichtung zum Reflektieren des von der ersten Projektionslinseneinheit projizierten Bildes;
einem Bildschirm, auf dem das von der Reflexionseinrichtung reflektierte Bild dargestellt wird; und
einer optischen Emissionseinrichtung, die zwischen der Lichtquelle und der Bilderzeugungseinrichtung angeordnet ist, um von der Lichtquelle einfallendes, nichtsichtbares Licht in sichtbares Licht umzuwandeln und um das sichtbare Licht zu emittieren.

2. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 1, wobei die optische Emissionseinrichtung eine optische Emissionsschicht mit einer hohen Durchlässigkeit aufweist, die ultraviolettes Licht und Licht im nahen Ultraviolettbereich absorbiert, um sichtbares Licht zu emittieren.

3. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 2, wobei die optische Emissionsschicht eine fluoreszierende Schicht aufweist, in der eine vorbestimmte Menge an fluoreszierender Substanz gleichförmig verteilt ist.

4. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 3, wobei die fluoreszierende Substanz blaue und/oder grüne und/oder rote fluoreszierende Substanzen aufweist.

5. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 4, wobei die fluoreszierende Substanz eine Mischung ist, wobei mindestens zwei unterschiedliche fluoreszierende Substanzen entsprechend einem Mischverhältnis gemischt sind, das gemäß einer Chromatizität des Projektionsfernsehsystems bestimmt ist.

6. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 4, wobei die blauen, grünen und roten fluoreszierenden Substanzen ZnS : Ag bzw. ZnSiO₄ : Mn, bzw. Zn₃(PO₄)₂ : Mn aufweisen.

7. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 1, wobei die Reflexionseinrichtung umfasst:
eine Konversionseinrichtung für die optische Achse zum Umlenken einer optischen Achse eines von der ersten Projektionslinseneinheit projizierten Bildes; und
einen zweiten Spiegel zum Reflektieren des von der optischen Konversionseinrichtung projizierten Bildes zu dem Bildschirm.

8. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 7, wobei eine zweite Projektionslinseneinheit zwischen der optischen Konversionseinrichtung und dem zweiten Spiegel vorgesehen ist.

9. Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte mit:
einer ersten Linseneinrichtung zum Brechen eines einfallenden Strahls in einen konvergenten Strahl;
einer zweiten Linseneinrichtung zum Brechen des von der ersten Linseneinrichtung gebrochenen Strahles in einen divergenten Strahl; und
einer Schutzplatte zum Schützen zumindest der zweiten Linseneinrichtung,
wobei ein optisches Emissionsmaterial in der ersten Linseneinrichtung und/oder der zweiten Linseneinrichtung und/oder der Schutzplatte vorgesehen ist, um nichtsichtbares Licht, das in dem einfallenden Strahl enthalten ist, in sichtbares Licht umzuwandeln.

10. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung, das benachbart zu der Schutzplatte ist, eingebettet ist.

11. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung, das benachbart zu der ersten Linseneinrichtung ist, eingebettet ist.

12. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial in Gebieten der zweiten Linseneinrichtung, die benachbart zu der Schutzplatte und der ersten Linseneinrichtung sind, eingebettet ist.

13. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 11, wobei ein divergierendes Mittel zum Zerstreuen des einfallenden Strahls in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung eingebettet ist, das benachbart zu der ersten Linseneinrichtung ist.

14. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial gleichförmig über ein Gebiet der zweiten Linseneinrichtung verteilt ist, durch das Licht durchgeleitet wird.

15. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial in einem Gebiet der ersten Linseneinrichtung eingebettet ist, das benachbart zu der zweiten Linseneinrichtung ist.

16. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial in der Schutzplatte gleichförmig verteilt ist.

17. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 15, wobei ein divergierendes Mittel zum Zerstreuen des einfallenden Strahls in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung eingebettet ist, das benachbart zu der Schutzplatte ist.

18. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 16, wobei ein divergierendes Mittel zum Zerstreuen des einfallenden Strahls in einem Gebiet der zweiten Linseneinrichtung erteilt ist, das benachbart zu der Schutzplatte ist.

19. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 9, wobei das optische Emissionsmaterial eine fluoreszierende Substanz ist, die ultraviolettes Licht und Licht im nahen Ultraviolettbereich in sichtbares Licht umwandelt.

20. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 19, wobei die fluoreszierende Substanz blaue und/oder grüne und/oder rote fluoreszierende Substanzen aufweist.

21. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 20, wobei die fluoreszierende Substanz eine Mischung ist, wobei zumindest zwei verschiedene fluoreszierende Substanzen entsprechend einem Mischverhältnis gemischt sind, das entsprechend einer Chromatizität des Projektionsfernsehsystems bestimmt ist.

22. Das Rückseitenprojektionsfernsehsystem mit hoher Leuchtdichte nach Anspruch 20, wobei die blauen, grünen und roten fluoreszierenden Substanzen ZnS : Ag bzw. ZnSiO₄ : Mn bzw. Zn₃(PO₄)₂ : Mn aufweisen.