DE10327662A1 - Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion - Google Patents
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Abstract
Um eine Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion zu schaffen, wobei das digitale Projektionssystem eine Lichtquelle zur Abgabe eines Lichtflusses, einen Polarisationsteiler, um die Polarisation des Lichtes abhängig von einem zu projizierenden Bild zu drehen, und ein Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Bildes auf einen Bildschirm umfasst und wobei Mittel zur Lichtmodulation und Lichtbündelung vorgesehen sind, mit der auch für größere Projektoren ein projiziertes Gesamtbild mit einer hohen Auflösung entsteht und darüber hinaus das erzeugte Bild mit einem besseren Seitenverhältnis erhalten wird, wird vorgeschlagen, dass ein zu projizierendes Bild in mehrere aneinandergrenzende Teilbilder (15, 16) zerlegt wird, wobei jedes einzelne Teilbild (15, 16) von je einem Modulator (10, 11) erzeugt wird und wobei die Teilbilder (15, 16) bei der Projektion mittels optischer Mittel sinnrichtig so zusammengefügt sind, dass die projizierten Teilbilder (15, 16) lückenlos aneinander anschließen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion, wobei das digitale Projektionssystem eine Lichtquelle zur Abgabe eines Lichtflusses, einen Polarisationsteiler, um die Polarisation des Lichtes abhängig von einem zu projizierenden Bild zu drehen und ein Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Bildes auf einen Bildschirm umfasst und wobei Mittel zur Lichtmodulation und Lichtbündelung vorgesehen sind.
- Für den Einsatz in digitalen Projektoren sind verschiedene Modulatoren, Displays zur Bilderzeugung bekannt, beispielsweise neben den DLPs (Digital Light Processing), die mit verkippbaren Spiegeln arbeiten, vor allem in Transmission oder Reflexion betriebene LCD-Displays. Die Auflösung dieser Modulatoren liegt in einem Bereich, der meist für kleinere Projektoren ausreichend ist, für größere Projektoren, beispielsweise für digitale Kinoprojektoren oder HDTV-Rückprojektionsfernseher ist jedoch eine höhere Auflösung erforderlich. Ebenso wie die Auflösung ist auch das Seitenverhältnis der zur Zeit verfügbaren Modulatoren für die genannten Großprojektoren ungünstig. Aus der
DE 691 09 730 T2 ist eine Vorrichtung zur Projektion von Bildern bekannt, bei der die Modulatoren aus einem matrixförmig aufgebauten Flüssigkristallschirm bestehen, mit dem Ziel den Wirkungs grad zwischen dem für das Bild genutzten Licht und dem verfügbaren Licht in einem Bildprojektor zu verbessern. - Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion mit einfachen Mitteln so zu gestalten, dass auch für größere Projektoren ein projiziertes Gesamtbild mit einer hohen Auflösung entsteht und darüber hinaus das erzeugte Bild mit einem besseren Seitenverhältnis erhalten wird.
- Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass ein zu projizierendes Bild in mehrere aneinandergrenzende Teilbilder zerlegt wird, wobei jedes einzelne Teilbild von je einem Modulator erzeugt wird und wobei die Teilbilder bei der Projektion mittels optischer Mittel sinnrichtig so zusammengefügt sind, dass die projizierten Teilbilder lückenlos aneinander anschließen.
- Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Anordnung neben einem mit einem Umlenkprisma verbundenen ersten Polarisationsstrahlteiler zur Erzeugung von zwei homogen leuchtenden Feldern einen zweiten zwischen einer Beleuchtungsoptik und zwei Modulatoren angeordneten Polarisationsstrahlteiler zur Beleuchtung der Modulatoren umfasst, der gleichzeitig nach der Modulation der Lichtbündel im Abbildungszweig wieder eine Parallelisierung der abzubildenden Lichtbündel der beiden Modulatoren vornimmt.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass der mit einem Umlenk prisma verbundene erste Polarisationsteiler am Ausgang eines einer Lichtquelle nachgeordneten Linsenarrays vor der Beleuchtungsoptik vorgesehen ist, wobei eine bevorzugte Variante darin gesehen wird, dass statt des Linsenarrays ein Integratorstab vorgesehen ist.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform wird darin gesehen, dass die zwei an dem zweiten Polarisationsstrahlteiler angeordneten Modulatoren senkrecht zueinander und räumlich getrennt voneinander vorgesehen sind. Diese räumliche Trennung der beiden Modulatoren am zweiten Polarisationsstrahlteiler gestattet es, die gemeinsam projizierten Teilbilder in einer Bildebene wieder nahtlos aneinander zu fügen, da sich die aktiven Flächen der Modulatoren nicht direkt zu einem geschlossenen Bild zusammenfügen lassen , da sie mehr oder weniger stark umrandet sind.
- Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass die zwei homogen leuchtenden Felder, deren Polarisationsebenen senkrecht aufeinander stehen, bei einer 1:1 abbildenden Beleuchtungsoptik die gleiche Größe wie die an dem zweiten Polarisationsstrahlteiler vorgesehenen beiden Modulatoren aufweisen.
- Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen und wesentlich, dass mittels des zweiten Polarisationsstrahlteilers je nach Lage der jeweiligen Polarisationsebene eines der beiden Leuchtfelder in Transmission den einen Modulator und das andere Leuchtfeld in Reflexion den anderen Modulator beleuchtet.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass durch die Trennung der beiden Lichtbündel in senkrecht zueinander laufenden Richtungen die räumliche Trennung der Modulatoren für die beiden Teilbilder erhalten wird.
- Eine ebenso bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass nach einer Modulation der Lichtbündel mittels der beiden Modulatoren durch den zweiten Polarisationsstrahlteiler im Abbildungszweig wieder eine Parallelisierung der beiden abbildenden Lichtbündel erfolgt.
- Wesentlich ist an der neuen Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion, dass man ein Gesamtbild mit der doppelten Auflösung der eingesetzten Modulatoren und einem günstigeren Seitenverhältnis erzielt.
- Die Erfindung wird folgend anhand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
- Es zeigt:
-
1 ein Optikschema der Anordnung zur Bilderzeugung. - Eine Beleuchtungseinrichtung, eine Lichtquelle
1 beleuchtet ein Linsenarray oder einen Integratorstab2 , an dessen Ausgang eine Kombination aus einem Umlenkprisma3 und einem ersten Polarisationsstrahlteiler4 angeordnet ist. Am Ausgang dieser Kombination aus Umlenkprisma3 und erstem Polarisationsstrahlteiler4 entstehen zwei homogen leuchtende Felder5 und6 (beispielsweise s- oder p-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen senkrecht aufeinander stehen. Die beiden homogen leuchtenden Felder5 ,6 werden durch eine, dem Umlenkprisma3 und dem ersten Polarisationsstrahlteiler4 nachgeordnete Beleuchtungsoptik7 ,8 im richtigen Maßstab auf je einen Modulator10 ,11 abgebildet. Die beiden homogen leuchtenden Felder4 ,5 besitzen bei einer 1:1 abbildenden Beleuchtungsoptik7 ,8 die gleiche Größe wie die beiden Modulatoren10 ,11 . - Durch einen zwischen der Beleuchtungsoptik
8 und den Modulatoren10 ,11 angeordneten zweiten Polarisationsstrahlenteiler9 , an dem senkrecht zueinander und räumlich getrennt voneinander die beiden Modulatoren vorgesehen sind, wird je nach Lage der jeweiligen Polarisationsebene eines der beiden abzubildenden Lichtbündel12 ,13 entweder in Transmission den einen und das andere Lichtbündel in Reflexion den anderen Modulator10 ,11 beleuchten. Die anschließende Trennung der Lichtbündel12 ,13 in senkrecht zueinander laufenden Richtungen ermöglicht die gewünschte räumliche Trennung der Modulatoren10 ,11 für die beiden Teilbilder. Nach der Modulation der beiden Lichtbündel12 ,13 , d.h. nach der Drehung der Polarisationsebene der bilderzeugenden Anteile des jeweiligen Lichtbündels12 ,13 erfolgt im Abbildungszweig durch den gleichen zweiten Polarisationsteiler9 wieder eine Parallelisierung der abbildenden Lichtbündel12 ,13 der beiden Modulatoren10 ,11 . Die räumliche Trennung der Modulatoren10 ,11 am zweiten Polarisationsteiler9 ermöglicht es, die gemeinsam durch eine Projektionsobjektiv14 abgebildeten Teilbilder15 ,16 der Mo dulatoren10 ,11 in einer Bildebene17 nahtlos aneinander zu plazieren. -
- 1
- Lichtquelle
- 2
- Linsenarray, Integratorstab
- 3
- Umlenkprisma
- 4
- erster Polarisationsstrahlteiler
- 5
- homogen leuchtendes Feld
- 6
- homogen leuchtendes Feld
- 7
- Beleuchtungsoptik
- 8
- Beleuchtungsoptik
- 9
- zweiter Polarisationsstrahlteiler
- 10
- Modulator
- 11
- Modulator
- 12
- Lichtbündel
- 13
- Lichtbündel
- 14
- Projektionsobjektiv
- 15
- Teilbild
- 16
- Teilbild
- 17
- Bildebene
Claims (9)
- Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion, wobei das digitale Projektionssystem eine Lichtquelle zur Abgabe eines Lichtflusses, einen Polarisationsteiler, um die Polarisation des Lichtes abhängig von einem zu projizierenden Bild zu drehen und ein Projektionsobjektiv zur Abbildung eines Bildes auf einen Bildschirm umfasst und wobei Mittel zur Lichtmodulation und Lichtbündelung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu projizierendes Bild in mehrere aneinandergrenzende Teilbilder (
15 ,16 ) zerlegt wird, wobei jedes einzelne Teilbild (15 ,16 ) von je einem Modulator (10 ,11 ) erzeugt wird und wobei die Teilbilder (15 ,16 ) bei der Projektion mittels optischer Mittel sinnrichtig so zusammengefügt sind, dass die projizierten Teilbilder (15 ,16 ) lückenlos aneinander anschließen. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung neben einem mit einem Umlenkprisma (
3 ) verbundenen ersten Polarisationsstrahlteiler (4 ) zur Erzeugung von zwei homogen leuchtenden Felder (5 ,6 ) einen zweiten zwischen einer Beleuchtungsoptik (7 ,8 ) und zwei Modulatoren (10 ,11 ) angeordneten Polarisationsstrahlteiler (9 ) zur Beleuchtung der Modulatoren (10 ,11 ) umfasst, der gleichzeitig nach der Modulation der Lichtbün del (12 ,13 ) im Abbildungszweig wieder eine Parallelisierung der abzubildenden Lichtbündel (12 ,13 ) der beiden Modulatoren (10 ,11 ) vornimmt. - Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Umlenkprisma (
3 ) verbundene Polarisationsstrahlteiler (4 ) am Ausgang eines einer Lichtquelle (1 ) nachgeordneten Linsenarrays (2 ) vorgesehen ist. - Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Umlenkprisma (
3 ) verbundene Polarisationsstrahlteiler (4 ) am Ausgang eines einer Lichtquelle (1 ) nachgeordneten Integratorstabes (2 ) vorgesehen ist. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei an dem zweiten Polarisationsstrahlteiler (
9 ) angeordneten Modulatoren (10 ,11 ) senkrecht zueinander und räumlich getrennt voneinander vorgesehen sind. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die am Ausgang des ersten Polarisationsstrahlteilers (
9 ) entstehenden zwei homogen leuchtenden Felder (5 ,6 ) senkrecht aufeinander stehende Polarisationsebenen aufweisen, die bei einer 1:1 abbildenden Beleuchtungsoptik (7 ,8 ) die gleiche Größe wie die beiden Modulatoren (10 ,11 ) aufweisen. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass mittels des zweiten Polarisationsstrahlenteiler (
9 ) je nach Lage der jeweiligen Polarisationsebene eines der beiden Leuchtfelder (5 ,6 ) in Transmission den einen Modulator (10 ) und das andere Leuchtfeld in Reflexion den anderen Modulator (11 ) beleuchtet. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Trennung der beiden Leuchtfelder (
5 ,6 ) in senkrecht zueinander laufende Lichtbündel (12 ,13 ) die räumliche Trennung der Modulatoren (10 ,11 ) für die beiden Teilbilder (15 ,16 ) erhalten wird. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Modulation der Lichtbündel (
12 ,13 ) durch den zweiten Polarisationsteiler (9 ) wieder eine Parallelisierung der abbildenden Lichtbündel (12 ,13 ) der beiden Modulatoren (10 ,11 ) vorgesehen ist.
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---|---|---|---|
DE2003127662 DE10327662A1 (de) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion |
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DE2003127662 DE10327662A1 (de) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion |
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DE10327662A1 true DE10327662A1 (de) | 2005-01-05 |
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Family Applications (1)
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DE2003127662 Withdrawn DE10327662A1 (de) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | Anordnung zur Bilderzeugung bei der digitalen Projektion |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109491049A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-19 | 歌尔股份有限公司 | 投影光学系统及具有其的增强现实眼镜 |
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2003
- 2003-06-20 DE DE2003127662 patent/DE10327662A1/de not_active Withdrawn
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CN109491049B (zh) * | 2018-12-26 | 2023-08-29 | 歌尔光学科技有限公司 | 投影光学系统及具有其的增强现实眼镜 |
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