DE112013000413T5

DE112013000413T5 - Projektor für dreidimensionale Bilder mit zirkular polarisiertem Licht

Info

Publication number: DE112013000413T5
Application number: DE112013000413.5T
Authority: DE
Inventors: c/o IBM Corporation Decusatis Casimer M.
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: GB2514040B; GB201414339D0; US8955975B2; US8992024B2; WO2013110239A1; US20130188151A1; US20130188150A1; CN104081277A; GB2514040A; DE112013000413B4

Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren zum Projizieren eines dreidimensionalen Bildes bereitgestellt. Das System beinhaltet eine Lichtquelle (30, 32, 34) und ein Polarisationswandlungssystem (40, 42, 44) zum Umwandeln von aus der Lichtquelle (30, 32, 34) emittiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht. Der Lichtquelle (30, 32, 34) benachbart ist eine Strahlteilereinheit (60) angeordnet, um Licht zu empfangen, und der Strahlteilereinheit (60) benachbart ist eine bildgebende LCoS-Einheit (62) angeordnet.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft einen stereoskopischen Projektor für dreidimensionale Bilder und insbesondere einen kleinen Projektor für dreidimensionale Bilder, der mit Passivbrillen verwendbar ist.
Dreidimensionale (3D) Filme und Bilder haben aufgrund der realistischeren Wiedergabe der Bilder in der Unterhaltung an Beliebtheit gewonnen. 3D-Bilder nutzen den physikalischen Vorgang des binokularen Sehens beim Menschen. Der Abstand der menschlichen Augen voneinander beträgt ungefähr 5 Zentimeter (2 Zoll). Das Gehirn empfängt beide Bilder und weist eine Funktion für binokulares Sehen auf, die den Unterschied zwischen den Bildern beider Augen nutzt, um den Abstand zu ermitteln. Die Abstandsermittlung bewirkt den durch eine Person wahrgenommenen dreidimensionalen Effekt.
Zum Erzeugen eines binokularen Bildes auf der Leinwand für einen Kinofilm oder ein Fernsehbild trägt der Benutzer üblicherweise eine Brille. Durch die Brille nimmt der Benutzer die Bilder anders wahr und es entsteht der scheinbare 3D-Effekt. Üblicherweise gibt es zwei Typen von Brillen: Passiv- und Aktivbrillen. Der Typ der Brille hängt vom Typ des verwendeten Bildprojektionssystems ab.
Passivbrillen beruhen auf einem optischen Effekt, der durch Verwenden verschiedener Gläser für jedes Auge entsteht. Das Projektionssystem emittiert nacheinander eine Folge von Bildern, wobei aufeinanderfolgende Bilder ein wenig gegeneinander versetzt sind. Die Bilder sind so angeordnet, dass der Benutzer das erste Bild durch ein erstes Glas der Brille (z. B. mit dem rechten Auge) und das zweite Bild durch das andere Glas (z. B. mit dem linken Auge) sieht. Da die Bilder rasch nacheinander projiziert werden, nimmt der Benutzer nicht die mehreren Bilder, sondern einen dreidimensionalen Effekt wahr. Ursprünglich wurden für Passivbrillen unterschiedlich farbige Gläser verwendet, um Bilder herauszufiltern, jedoch wird dadurch die Verwendung von 3D-Bildern eingeschränkt, wenn Farbbilder gewünscht sind. Zum Beheben dieses Problems wurden Polarisationsgläser entwickelt, wobei jedes Glas der Brille für verschieden polarisiertes Licht durchlässig ist. Die Polarisationsgläser von Passivbrillen sind für ein Betrachten von 3D-Farbbildern in Transmission geeignet. Gläser von Passivbrillen eignen sich eher für Projektorsysteme wie beispielsweise in Kinos, wo zum Projizieren des Bildes mehrere Projektoren eingesetzt werden können, um die Bilder auf einen Bildschirm zu projizieren.
Die Entwicklung von 3D-Fernsehsystemen hat ein neues Problem mit sich gebracht, da hier der Platz für mehrere Projektoren üblicherweise begrenzt ist. Um dem Rechnung zu tragen, wurden Aktivgläser entwickelt. Bei einem Aktivglas tauscht die Brille drahtlos Daten mit dem Projektor aus, um die Funktion der Brille mit den abgebildeten Bildern zu synchronisieren. Bei Aktivbrillen handelt es sich bei den Gläsern üblicherweise um Flüssigkristallbildschirme, die zwischen dem Durchlassen und Sperren von Licht umgeschaltet werden können. Auf diese Weise kann die Brille das linke und das rechte Glas schnell zwischen durchsichtig und undurchsichtig umschalten. Während die Brille umschaltet, wird durch das Fernsehgerät nacheinander eine Folge von Bildern projiziert. Wenn dieses Umschalten zwischen dem Fernsehgerät und der Brille synchronisiert ist, nimmt der Benutzer einen dreidimensionalen Effekt wahr.
Obwohl Projektoren für dreidimensionale Bilder für deren vorgesehenen Zweck geeignet sind, besteht demgemäß ein Bedarf an Verbesserungen, insbesondere daran, ein System mit einem Einzelprojektor bereitzustellen, mit dem Bilder projiziert werden können, die mit Passivbrillen betrachtbar sind.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren mit einer Lichtquelle bereitgestellt, die eine Leuchtdiode (light emitting diode, LED) enthält, die ein Licht emittiert. Ein Polarisationswandlungssystem (PCS) ist der LED benachbart angeordnet und weist sowohl einen linearen Polarisator als auch eine Wellenplatte auf. Der lineare Polarisator weist eine Polarisationsachse auf, und die Wellenplatte dreht sich zwischen einer ersten und einer zweiten Position. Ein Polarisationsstrahlteiler (polarizing beam splitter, PBS) ist der Lichtquelle und eine bildgebende Einheit dem PBS benachbart angeordnet. Die Wellenplatte des PCS wird in eine erste Position gedreht, und durch die LED in der ersten Lichtquelle wird ein erstes Licht emittiert. Dieses erste Licht wird zirkular polarisiert. Dieses erste Licht wandert zu dem PBS, wo es auf die bildgebende Einheit reflektiert wird. Dann wird die Wellenplatte in eine zweite Position gedreht, und durch die Lichtquelle wird ein zweites Licht emittiert. Dieses Licht wird zirkular polarisiert und von dem PBS auf die bildgebende Einheit reflektiert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Lichtquelle bereitgestellt, die einen kegelförmigen Teilreflektor, eine auf dem kegelförmigen Teilreflektor befestigte LED und ein der LED benachbartes PCS aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Projektorsystem bereitgestellt, das eine Lichtquelle aufweist, die eine Vielzahl von LEDs zum Emittieren von Licht enthält. Jeder LED aus der Vielzahl von LEDs benachbart ist ein PCS angeordnet. Ein PBS ist der Lichtquelle und eine bildgebende Einheit dem PBS benachbart angeordnet.
Durch die Techniken der vorliegenden Erfindung werden zusätzliche Merkmale und Vorteile realisiert. Weitere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung werden hierin ausführlich beschrieben und als Teil der beanspruchten Erfindung angesehen. Zum besseren Verständnis der Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird auf die Beschreibung und die Zeichnungen verwiesen.
KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ZEICHNUNGSANSICHTEN
Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, wird in den Ansprüchen am Ende der Beschreibung eingehend dargelegt und eindeutig beansprucht. Das oben Gesagte und weitere Merkmal und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klar, wobei:
1 eine schematische Ansicht eines Projektors für dreidimensionale Bilder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 ein Ablaufplan für ein Verfahren zum Betreiben eines Projektors für dreidimensionale Bilder gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
3 ein Ablaufplan für ein anderes Verfahren zum Betreiben eines Projektors für dreidimensionale Bilder gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Moderne Projektoren für dreidimensionale (3D) Bilder, die Passivbrillen verwenden, verwenden üblicherweise zwei Projektoren. Bei früheren Ansätzen, nur einen einzigen Projektor zu verwenden wurde eine aktive Linse innerhalb des Projektors vorgesehen, die zwischen aufeinanderfolgenden Bildern umschaltet. Es sollte einsichtig sein, dass die Verwendung redundanter Projektoren oder einer kostspieligen Aktivlinse mit hohen Kosten verbunden sein kann. Ferner lassen sich diese Techniken nicht wie gewünscht an verschiedene Größenordnungen anpassen, wenn Benutzer mit zunehmend kleineren Projektorsystemen vergleichbare Leistungsparameter erreichen wollen.
Bei einem zweiten Projektortyp werden Aktivgläser mit einer LCD-(Flüssigkristalldioden-)Linse verwendet, die im Einklang mit dem Projektor (üblicherweise einem Fernsehgerät) gesteuert wird. Die Aktivbrille sperrt abwechselnd eine der Linsen, sodass der Benutzer aufeinanderfolgende Bilder abwechselnd durch verschiedene Linsen sieht. Eine Aktivbrille bietet dem Benutzer zwar einen guten 3D-Effekt, weist jedoch einige unerwünschte Eigenschaften auf. Die Aktivbrille benötigt eine Energiequelle wie beispielsweise einen Akku, der periodisch wiederaufgeladen oder ausgetauscht werden muss. Wenn die Datenübertragung zwischen dem Fernseher und der Brille unterbrochen wird, kann der 3D-Effekt verloren gehen. Aufgrund der Komplexität des Systems sind die Aktivbrillen recht teuer.
1 zeigt einen 3D-Projektor 20 zum Projizieren eines dreidimensionalen (3D) Bildes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Projektor 20 beinhaltet eine Lichtquelle 22, die eine Vielzahl Leuchtdioden (LED) aufweist und Licht in einer durch den Pfeil 24 angezeigten Richtung emittiert. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform enthält die Lichtquelle drei monochromatische LEDs, eine rote LED 30, eine grüne LED 32 und eine blaue LED 34. Die LEDs 30, 32, 34 sind so angeordnet, dass sie drei Seiten eines Quadrats bilden und Licht in die Mitte der Lichtquelle 22 lenken. Jeder LED 30, 32, 34 innerhalb der Lichtquelle 22 ist ein entsprechendes Polarisationswandlungssystem (PCS) 40, 42, 44 benachbart.
Ein PCS ändert die Polarisation eines durchtretenden Lichts. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wandelt jedes PCS das durch eine entsprechende LED emittierte nichtpolarisierte Licht in ein zirkular polarisiertes Licht. Jedes PCS 40, 42, 44 kann einen linearen Polarisator und eine Wellenplatte wie beispielsweise eine λ/4-Wellenplatte aufweisen. Der lineare Polarisator ist der LED benachbart so angeordnet, dass von der LED emittiertes Licht durch den linearen Polarisator und dann durch die Wellenplatte tritt. Jede Wellenplatte ist um die optische Achse einer entsprechenden LED zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position drehbar. Die erste Position ist von der zweiten Position um einen Winkel von 90 Grad verschieden. Die Drehung der Wellenplatte wird so mit den Lichtemissionen einer entsprechenden LED synchronisiert, dass die Wellenplatte jedes Mal, wenn die LED aufleuchtet, entweder in der ersten Position oder in der zweiten Position ausgerichtet ist. Licht, das durch ein PCS mit einer Wellenplatte in einer ersten Position tritt, weist eine erste zirkulare Polarisation auf, und Licht, das durch ein PCS mit einer Wellenplatte in einer zweiten Position tritt, weist eine zweite zirkulare Polarisation auf. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erste zirkulare Polarisation und die zweite zirkulare Polarisation einander entgegengesetzt. Eine Wellenplatte befindet sich in einer beispielhaften ersten Position, wenn sie einen Winkel von beispielsweise plus 45 Grad zur Polarisationsachse des linearen Polarisators einnimmt, und in einer beispielhaften zweiten Position, wenn sie einen gleichen negativen Winkel von beispielsweise minus 45 Grad zur Polarisationsachse des linearen Polarisators einnimmt. Außerdem können die Wellenplatten jedes PCS 40, 42, 44 so synchronisiert werden, dass sich die entsprechenden Wellenplatten, wenn mehr als eine aus der Vielzahl von LEDs 30, 32, 34 gleichzeitig aufleuchten, in Bezug auf die Polarisationsachse jedes linearen Polarisators in derselben ersten oder zweiten Position befinden. Durch diese wechselnde Ausrichtung der Wellenplatte während aufeinanderfolgenden Aufleuchtens einer LED kommt es zu wechselnden Emissionen von linksdrehend polarisiertem und rechtsdrehend polarisiertem Licht.
Durch das Umwandeln von linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht wird der Öffnungswinkel des Lichtstrahls aufgeweitet. Herkömmliche Systeme, die zirkular polarisiertes Licht verwenden, sind von Strahlungsverlusten betroffen, sodass projizierte Bilder weniger hell sind. Bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch jede LED 30, 32, 34 auf einem entsprechenden kegelförmigen Teilreflektor 50, 52, 54 befestigt. Diese kegelförmigen Reflektoren sind so gestaltet, dass sie die die gestreuten Strahlen von der Lichtquelle einfangen, wodurch die Strahlungsverluste verringert und hellere Bilder ausgegeben werden.
Jede LED 30, 32, 34 kann außerdem so gekoppelt sein, dass sie Licht in eine Lichtsammeloptik 36 lenkt. Die Lichtsammeloptik 36 lenkt das dann zirkular polarisierte Licht von jedem PCS 40, 42, 44 kommend in eine dichroitische Farbmischeinheit 38. Die dichroitische Farbmischeinheit 38 mischt Licht von den LEDs, um eine gewünschte Lichtfarbe zu erzeugen. Das Licht von der Lichtquelle 22 tritt aus einer offenen Seite 46 aus und tritt durch eine Facettenlinse 48 und eine Vorpolarisatorlinse 56. Die Facettenlinse 42 besteht aus einer Anordnung von Mikrolinsen, die das durchgelassene Licht in viele Komponenten aufspalten und diese gleichmäßig auf das Gesichtsfeld projizieren. Dadurch wird eine gleichmäßige und helle Ausleuchtung ohne verringerte Lichtintensität an den Rändern des projizierten Lichts erreicht. Die Vorpolarisatorlinse 56 ändert die Polarisation des austretenden Lichts so, dass es gewünschte Polarisationseigenschaften aufweist, die für die verwendete bildgebende Einheit geeignet sind. Nach dem Verlassen der Vorpolarisatorlinse 56 tritt das Licht durch eine Fokussierlinse 58, die das Licht in einen Polarisationsstrahlteiler (PBS) 60 fokussiert.
Bei einem PBS handelt es sich um eine optische Komponente, die einfallende Lichtstrahlen in eine erste (durchgelassene) Polarisationskomponenten und eine zweite (reflektierte) Polarisationskomponente aufspaltet. In Abhängigkeit von der Polarisation des in den PBS eintretenden Lichts kann dieses entweder durch den PBS durchgelassen oder entlang eines in Bezug auf seine ursprüngliche Richtung senkrechten Weges von dem PBS reflektiert werden. Das von der Fokussierlinse 58 in den PBS 60 eintretende Licht wird von dem PBS 60 auf eine bildgebende Einheit 62 reflektiert.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der bildgebenden Einheit 62 um eine bildgebende LCoS-(liquid crystal on silicon, Flüssigkristall-auf-Silicium-)Einheit, die eine dem PBS 60 benachbarte Bildfläche 64 aufweist. Beim Betrieb wird das Licht von einer Lichtquelle 22 von dem PBS 60 auf die bildgebende Einheit 62 reflektiert, von der das Licht wiederum durch den PBS 60 in eine Projektionslinsenbaugruppe 66 reflektiert wird und dann die Einheit 20 verlässt. Die Verwendung einer bildgebenden LCoS-Einheit 62 ist insofern von Vorteil, als die LCoS-Einheit 62 naturgemäß das reflektierte Licht polarisiert.
Gemäß einigen Ausführungsformen sollte es einsichtig sein, dass die Kombination der Lichtquelle 22, der mehreren PCS-Einheiten 40, 42, 44, des PBS 60 und der LCoS-Einheit 62 insofern von Vorteil ist, als der Projektor dadurch auf die Abmessungen eines Picoprojektors oder Mikroprojektors verkleinert werden kann. Diese kleinen Projektoren können gegebenenfalls in einer tragbaren elektronischen Einheit verwendet werden, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer und eine tragbare Spieleinheit. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch in stationären Einheiten verwendet werden, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Arbeitsplatz-Computer oder ein Fernsehgerät.
2 zeigt ein Verfahren 70 zum Betreiben eines Projektors für dreidimensionale Bilder wie beispielsweise des Projektors 20. Das Verfahren 70 startet in Block 72, indem die Wellenplatten jedes der Polarisationswandlungssysteme (PCS) 40, 42, 44 innerhalb einer Lichtquelle in eine erste Position gedreht werden. Dann wird gemäß dem Verfahren ein erstes Licht von der Vielzahl von LEDs innerhalb der Lichtquelle, beispielsweise der Lichtquelle 22, emittiert, sodass das Licht zirkular polarisiert wird. Das von der Lichtquelle emittierte erste Licht wird von dem PBS 60 auf eine bildgebende Einheit wie beispielsweise die LCoS-Einheit reflektiert. Das erste Licht wird in Block 76 von der bildgebenden Einheit reflektiert und durchläuft eine oder mehrere Linsen, um durch den Projektor 20 ein Bild N zu projizieren. Anschließend werden die Wellenplatten 40, 42, 44 in eine zweite Position gedreht, sodass durch das PCS tretendes Licht eine zirkulare Polarisation aufweist, die der Polarisation des durch die Wellenplatten in der ersten Position tretenden Lichts entgegengesetzt ist. In Block 80 emittiert die Lichtquelle ein zweites Licht, das von dem PBS 60 und auf die bildgebende Einheit 62 reflektiert wird. Das zweite Licht in Block 82 wird von der bildgebenden Einheit 62 reflektiert und durchläuft die Projektionslinsenbaugruppe 66, um durch den Projektor 20 ein Bild N + 1 zu projizieren. Dann geht das Verfahren zurück zu Block 72, um durch den Projektor weitere Bilder zu projizieren. Es sollte einsichtig sein, dass das Bild N und das Bild N + 1 einander ähnlich, jedoch geringfügig gegeneinander versetzt und entgegengesetzt polarisiert sind, um für einen Benutzer, der eine zirkular polarisierende Passivbrille trägt, einen dreidimensionalen Effekt zu erzeugen.
3 zeigt nunmehr eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens 88 zum Betreiben eines Projektors für dreidimensionale Bilder wie beispielsweise des Projektors 20. Das Verfahren 88 beginnt in Block 90 und wird in Block 92 fortgesetzt, wo ein Bild „N” auf einer bildgebenden Einheit wie beispielsweise der bildgebenden Einheit 62 erzeugt wird. Die Wellenplatten der PCS 40, 42, 44 sind so in einer ersten Position synchronisiert, dass durch jede der PCS-Einheiten tretendes Licht in einer ersten Richtung zirkular polarisiert wird. In Block 96 emittiert mindestens eine aus der Vielzahl von LEDs 30, 32, 34 innerhalb einer Lichtquelle wie beispielsweise der Lichtquelle 22 ein erstes Licht. Das erste Licht tritt durch den linearen Polarisator und die λ/4-Wellenplatte der entsprechenden PCS 40, 42, 44, sodass das Licht in einer ersten Richtung zirkular polarisiert wird. Das erste Licht wird in Block 100 beispielsweise durch eine Facettenlinse verteilt und durch eine Vorpolarisationslinse gelenkt. Dann wird das erste Licht in Block 102 von einem Polarisationsstrahlteiler wie beispielsweise dem PBS 6 auf die bildgebende Einheit reflektiert. Dann wird das erste Licht des Bildes von der bildgebenden Einheit reflektiert und durch eine Projektionslinse gelenkt, um in Block 104 durch den Projektor das Bild N zu projizieren.
Dann geht das Verfahren 88 weiter zu Block 106, wo auf der bildgebenden Einheit ein Bild N + 1 erzeugt wird. In Block 108 wird die Vielzahl von Wellenplatten innerhalb der PCS 40, 42, 44 so in eine zweite Position gedreht, dass durch die PCS-Einheiten tretendes Licht in einer zweiten Richtung zirkular polarisiert wird. In Block 110 wird die Lichtquelle aktiviert, um ein zweites Licht zu emittieren, sodass dieses zweite Licht durch die PCS 40, 42, 44 tritt und in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung zirkular polarisiert wird. Dieses zweite Licht wird in Block 114 durch die Facettenlinse verteilt und durch die Vorpolarisationslinse vorpolarisiert. Dann wird das zweite Licht in Block 116 von dem PBS 60 auf die bildgebende Einheit reflektiert. Das von der bildgebenden Einheit reflektierte Licht weist eine andere Polarisation als das von der bildgebenden Einheit reflektierte erste Licht auf. Das zweite reflektierte Licht wird durch die Projektionslinse durchgelassen, sodass in Block 118 durch den Projektor ein Bild N + 1 emittiert wird. Es sollte einsichtig sein, dass das Bild N und das Bild N + 1 einander ähnlich, jedoch geringfügig gegeneinander versetzt und entgegengesetzt polarisiert sind, um für einen Benutzer, der eine polarisierende Brille trägt, einen dreidimensionalen Effekt zu erzeugen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen kleinen und zuverlässigen Projektor für dreidimensionale Bilder bereit. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten den Vorteil mehrerer Lichtquellen, die so angeordnet sind, dass sie zum Projizieren des Bildes dieselbe Weglänge aufweisen. Ausführungsformen bieten den Vorteil, dass sie ein dreidimensionales Bild emittieren, das mit einer Passivbrille betrachtet werden kann.
Die hierin verwendeten Begriffe dienen lediglich zum Beschreiben bestimmter Ausführungsformen und sollen die Erfindung nicht einschränken. Die hierin gebrauchten Einzahlformen „ein”, „eine” und „der, die, das” sollen gleichermaßen auch die Mehrzahlformen beinhalten, sofern aus dem Zusammenhang nicht eindeutig anderes hervorgeht. Ferner ist klar, dass die Begriffe „weist auf” und/oder „aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten bedeuten, nicht jedoch das Vorhandensein oder Hinzukommen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder der Gruppen ausschließen.
Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Aktionen und gleichwertigen Mittel oder Schritte zuzüglich Funktionselementen in den folgenden Ansprüchen sollen alle Strukturen, Materialien oder Aktionen zum Ausführen der Funktion in Kombination mit anderen ausdrücklich beanspruchten Elementen beinhalten. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt worden, erhebt jedoch nicht den Anspruch auf Vollständigkeit oder Beschränkung auf die Erfindung in der offenbarten Form. Dem Fachmann sind viele Modifikationen und Varianten offensichtlich, ohne vom Schutzumfang und Wesensgehalt der Erfindung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde gewählt und beschrieben, um die Grundgedanken der Erfindung und die praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern und anderen Fachleuten das Verständnis der Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu erleichtern, die für die jeweils vorgesehene Anwendung geeignet sind.
Die hierin gezeigten Ablaufpläne stellen lediglich ein Beispiel dar. An den hierin beschriebenen Schaubildern oder Schritten (oder Operationen) können zahlreiche Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Wesensgehalt der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die Schritte in einer veränderten Reihenfolge ausgeführt werden, oder es können Schritte hinzugefügt, entfernt oder geändert werden. Alle diese Änderungen werden als Bestandteil der beanspruchten Erfindung angesehen.
Es ist zwar eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden, jedoch ist klar, dass ein Fachmann gegenwärtig oder in Zukunft verschiedene Verbesserungen und Erweiterungen vornehmen kann, die innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche liegen. Diese Ansprüche sind so auszulegen, dass der ordnungsgemäße Schutz der oben beschriebenen Erfindung gewährleistet ist.

Claims

Verfahren, das aufweist: Bereitstellen einer Lichtquelle mit einer Leuchtdiode (light emitting diode, LED), die ein Licht emittiert; Bereitstellen eines der LED benachbarten Polarisationswandlungssystems (polarization conversion system, PCS), das einen linearen Polarisator und eine Wellenplatte aufweist, wobei der lineare Polarisator eine Polarisationsachse aufweist und die Wellenplatte zwischen einer ersten und einer zweiten Position drehbar ist; Bereitstellen eines Polarisationsstrahlteilers (polarizing beam splitter, PBS), der der Lichtquelle benachbart ist; Bereitstellen einer dem PBS benachbarten bildgebenden Einheit; Drehen der Wellenplatte des PCS in eine erste Position; Emittieren eines ersten Lichts von der Lichtquelle; Umwandeln des ersten Lichts in zirkular polarisiertes Licht; Reflektieren des ersten Lichts durch den PBS auf die bildgebende Einheit; Drehen der Wellenplatte des PCS in eine zweite Position; Emittieren eines zweiten Lichts von der Lichtquelle; Umwandeln des zweiten Lichts in zirkular polarisiertes Licht; und Reflektieren des zweiten Lichts durch den PBS auf die bildgebende Einheit.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Bereitstellen einer Projektionslinsenbaugruppe, die dem PBS benachbart ist, gegenüber der bildgebenden Einheit; Emittieren des von der bildgebenden Einheit reflektierten ersten Lichts durch die Projektionslinsenbaugruppe; und Emittieren des von der bildgebenden Einheit reflektierten zweiten Lichts durch die Projektionslinsenbaugruppe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zirkulare Polarisation des ersten Lichts der zirkularen Polarisation des zweiten Lichts entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wellenplatte in der ersten Position angeordnet ist, wenn die Wellenplatte einen Winkel von 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wellenplatte in der zweiten Position angeordnet ist, wenn die Wellenplatte einen Winkel von minus 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der bildgebenden Einheit um eine LCoS-(liquid crystal on silicon, Flüssigkristall-auf-Silicium)Einheit handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle außerdem einen kegelförmigen Teilreflektor aufweist, auf dem die LED befestigt ist.
Lichtquelle, die aufweist: einen kegelförmigen Teilreflektor; eine Leuchtdiode (LED), die auf dem kegelförmigen Teilreflektor befestigt ist; und ein der LED benachbartes Polarisationswandlungssystem (PCS).
Lichtquelle nach Anspruch 8, wobei das PCS einen linearen Polarisator, der eine Polarisationsachse aufweist, und eine drehbare Wellenplatte aufweist.
Lichtquelle nach Anspruch 9, wobei sich die drehbare Wellenplatte um eine optische Achse der LED zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position dreht, wobei die erste Position um einen Winkel von 90 Grad von der zweiten Position verschieden ist.
Lichtquelle nach Anspruch 10, wobei sich die drehbare Wellenplatte in der ersten Position befindet, wenn die drehbare Wellenplatte einen Winkel von 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Lichtquelle nach Anspruch 10, wobei sich die drehbare Wellenplatte in der zweiten Position befindet, wenn die drehbare Wellenplatte einen Winkel von minus 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Projektor, der aufweist: eine Lichtquelle, die eine Vielzahl von LEDs aufweist; ein jeder aus der Vielzahl von LEDs benachbartes Polarisationswandlungssystem (PCS); einen der Lichtquelle benachbarten Polarisationsstrahlteiler (PBS); und eine dem PBS benachbarte bildgebende Einheit.
Projektor nach Anspruch 13, der ferner eine Projektionslinsenbaugruppe, die dem PBS benachbart ist, gegenüber der bildgebenden Einheit aufweist.
Projektor nach Anspruch 13, wobei die Lichtquelle eine Vielzahl kegelförmiger Teilreflektoren derart aufweist, dass jede aus der Vielzahl von LEDs auf einem kegelförmigen Teilreflektor befestigt ist.
Projektor nach Anspruch 13, wobei jedes PCS einen linearen Polarisator mit einer Polarisationsachse und eine drehbare Wellenplatte aufweist.
Projektor nach Anspruch 16, wobei sich die drehbare Wellenplatte um eine optische Achse einer LED zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position dreht, wobei die erste Position um 90 Grad von der zweiten Position verschieden ist.
Projektor nach Anspruch 17, wobei sich die drehbare Wellenplatte in der ersten Position befindet, wenn die Wellenplatte einen Winkel von 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Projektor nach Anspruch 17, wobei sich die drehbare Wellenplatte in der zweiten Position befindet, wenn die Wellenplatte einen Winkel von minus 45 Grad in Bezug auf die Polarisationsachse des linearen Polarisators bildet.
Projektor nach Anspruch 13, der aufweist: eine Facettenlinse, die zwischen der Lichtquelle und dem PBS angeordnet ist; und eine Vorpolarisatorlinse, die zwischen der Facettenlinse und dem PBS angeordnet ist.
Projektor nach Anspruch 20, der ferner aufweist: eine Vielzahl von Lichtsammeloptiken, wobei jede aus der Vielzahl von Lichtsammeloptiken einer aus der Vielzahl von LEDs zugehörig ist; und eine zwischen der Vielzahl von Lichtsammeloptiken angeordnete dichroitische Farbmischeinheit, wobei die dichroitische Farbmischeinheit so angeordnet ist, dass sie Licht von der Vielzahl von LEDs in die Facettenlinse lenkt.
Projektor nach Anspruch 13, wobei es sich bei der bildgebenden Einheit um eine LCoS-Einheit handelt.