DE29914555U1 - Position display device - Google Patents

Position display device

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Description

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Einrichtung zur PositionsanzeigePosition display device

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Positionsanzeige eines im Strahlengang zwischen einer Lichtquelle und einer Matrix angeordneten Farbrades. Solche Einrichtungen werden vorrangig dort eingesetzt, wo in rascher Folge periodische Farbänderungen in einem optischen System erzeugt werden müssen, wie beispielsweise in Bilderzeugungsvorrichtungen oder Displayanordnungen.The invention relates to a device for indicating the position of a color wheel arranged in the beam path between a light source and a matrix. Such devices are primarily used where periodic color changes must be generated in rapid succession in an optical system, such as in image generation devices or display arrangements.

In neuartigen Bilderzeugungsvorrichtungen werden sogenannte Farbräder verwendet, die scheibenförmig aufgebaut sind und aus einer Anzahl von kreisförmig angeordneten Filtersegmenten bestehen. Die mit hohen Drehzahlen bis zu einigen 1.000 Umdrehungen pro Minute rotierenden Filtersegmente werden dabei abwechselnd in einen optischen Strahlengang geschwenkt und damit eine entsprechend gewünschte periodische Farbänderung erzeugt. Um eine Positionierung des Farbrades elektronisch überwachen zu können ist es üblich, auf dem Farbrad Markierungen bzw. Marken anzubringen. Die Auswertung der Lage der Filtersegmente erfolgt üblicherweise über einen als Detektor ausgebildeten Positionsmelder.In new types of image generation devices, so-called color wheels are used, which are disk-shaped and consist of a number of filter segments arranged in a circle. The filter segments rotate at high speeds of up to several thousand revolutions per minute and are alternately swiveled into an optical beam path, thereby producing a desired periodic color change. In order to be able to electronically monitor the positioning of the color wheel, it is common to attach markings or marks to the color wheel. The position of the filter segments is usually evaluated using a position sensor designed as a detector.

Darüber hinaus ist es allgemein bekannt, eine optische Bestimmung der Position des Farbrades durchzuführen. Dabei wird in dem in den das Farbrad nachgeordneten optischen Strahlengang ein spektral sensitiver Detektor angeordnet, der über eine Auswerteelektonik ein Signal liefert, wenn sich die spektrale Verteilung des Lichtes verändert.In addition, it is generally known to carry out an optical determination of the position of the color wheel. In this case, a spectrally sensitive detector is arranged in the optical beam path downstream of the color wheel, which delivers a signal via an evaluation electronics when the spectral distribution of the light changes.

So ist aus dem Stand der Technik die DE 197 08 949 bekanntgeworden. Hierbei ist das Farbrad mit einem Motor gekoppelt, der das Farbrad in eine entsprechende Rotation versetzt. Damit werden die auf dem Farbrad angeordnetenDE 197 08 949 is known from the state of the art. Here, the color wheel is coupled to a motor that sets the color wheel in a corresponding rotation. This causes the

Filtersegmente abwechselnd in einen Lichtstrahl gefahren. Der Lichtstrahl durchquert damit die Filtersegmente und trifft auf eine Matrix. Das von der Matrix generierte Bild wird mittels einer Projektionsoptik auf einen Bildschirm projiziert. Auf dem Farbrad ist weiterhin ein Ring angebracht, der eine Positionsmarkierung enthält.Filter segments are alternately moved into a light beam. The light beam passes through the filter segments and hits a matrix. The image generated by the matrix is projected onto a screen using projection optics. A ring containing a position marking is also attached to the color wheel.

Über einen auf dem Motor angeordneten Positionsmelder in Form eines Detektors und einer elektronischen Auswerteschaltung kann damit die Lage des Farbrades ermittelt werden.The position of the color wheel can be determined using a position sensor in the form of a detector arranged on the motor and an electronic evaluation circuit.

Die verwendeten Positionsmelder sind relativ groß und in der Nähe des Farbrades positioniert. Damit erschweren sie eine geforderte drastische Miniturasierung der Projektionssysteme. Darüber hinaus ist die Justage und ein späterer Austausch der Positionsmelder relativ kompliziert und zeitaufwendig.The position sensors used are relatively large and positioned close to the color wheel. This makes it difficult to achieve the drastic miniaturization of the projection systems required. In addition, the adjustment and subsequent replacement of the position sensors is relatively complicated and time-consuming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die Forderung nach eine Miniturasierung erfüllt werden können und darüber hinaus eine einfache Montage erreicht wird.The invention is based on the object of further developing a device of the type mentioned at the beginning in such a way that the requirement for miniaturization can be met and, in addition, simple assembly is achieved.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer gattungsgemäßen Einrichtung dadurch erreicht, daß eine optische Einrichtung zur Auskopplung eines Teillichtbündels des durch das Farbrad beeinflussenden Lichtes der Strahlquelle vorgesehen und im Strahlengang des Teillichtbündels ein Detektor angeordnet ist.According to the invention, this is achieved in a generic device in that an optical device is provided for coupling out a partial light beam of the light from the beam source that is influenced by the color wheel and a detector is arranged in the beam path of the partial light beam.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die optische Einrichtung aus mindestens einem Spiegel.In an advantageous embodiment of the invention, the optical device consists of at least one mirror.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist die optische Einrichtung aus einer optischen Faser aufgebaut. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Filter auf der Lichtein- oder Lichtaustrittsfläche der optischen Faser mittels in der Optik üblichen Verfahren aufgebracht wird.In a very advantageous embodiment of the solution according to the invention, the optical device is constructed from an optical fiber. It is particularly advantageous if a filter is applied to the light entry or exit surface of the optical fiber using methods commonly used in optics.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß der Positionsmelder, ausgebildet als Detektor, in unmittelbarer Nähe einer Elektronikbaugruppe angeordnet ist, die die Auswertung der vom Detektor erhaltenen elektronischen Signale gewährleistet.Another advantageous embodiment of the invention also consists in that the position indicator, designed as a detector, is arranged in the immediate vicinity of an electronic assembly which ensures the evaluation of the electronic signals received from the detector.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Detektor auf der Leiterplatte der Elektronikbaugruppe angeordnet. Mit der erfindungsgemäßen Lösung können kleine, kompakte Projektionssystem leichter realisiert werden. Der Standort des Detektors und der Auswerteschaltung innerhalb der konstruktiven Anordnung des Projektionssystems sind freier wählbar. Darüber hinaus wird die Justage für die Positionserkennung von Farbrädern vereinfacht und eine Trennung von optischen und elektronischen Bauelementen erreicht.In a further embodiment of the invention, the detector is arranged on the circuit board of the electronic assembly. With the solution according to the invention, small, compact projection systems can be implemented more easily. The location of the detector and the evaluation circuit within the structural arrangement of the projection system can be selected more freely. In addition, the adjustment for the position detection of color wheels is simplified and a separation of optical and electronic components is achieved.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen LösungFig. 1 a schematic representation of the device according to the invention Fig. 2 a schematic representation of the solution according to the invention

Bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung trifft das Licht einer Lichtquelle 1 auf ein Farbrad 3. Die Lichtquelle 1 kann dabei aus einer Halogenlampe oder z.B. einer Lichtbogenlampe bestehen. Das Farbrad 3 wird mittels eines schematisch dargestellten Motors 14 in Rotation gebracht. Damit werden die nicht näher dargestellten Filtersegmente für die Farben rot, grün, blau und weiß in den Lichtstrahl der Lichtquelle 1 gefahren. Das Farbrad dreht sich beispielsweise mit ca. 7.000 Umdrehungen pro Minute, wodurch innerhalb einer festgelegten Zeitspanne die für eine Farbdarstellung notwendigen Farben erzeugt werden. Mittels einer Optik 11 wird das Farbbündel auf einen Mischstab 6 fokussiert. Der Mischstab 6 besteht beispielsweise aus Glas und gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Farbbündels auf einer Matrix 2. Die Matrix 2 besteht aus einer Kippspiegelmatrix mit beispielsweise ca. 800.000 Kippspiegeln. Solche Matrix wirdIn the arrangement shown in Figure 1, the light from a light source 1 hits a color wheel 3. The light source 1 can consist of a halogen lamp or, for example, an arc lamp. The color wheel 3 is set in rotation by means of a schematically shown motor 14. This moves the filter segments for the colors red, green, blue and white (not shown in detail) into the light beam of the light source 1. The color wheel rotates, for example, at approximately 7,000 revolutions per minute, whereby the colors required for a color representation are generated within a specified period of time. The color bundle is focused on a mixing rod 6 by means of an optic 11. The mixing rod 6 consists of glass, for example, and ensures an even distribution of the color bundle on a matrix 2. The matrix 2 consists of a tilting mirror matrix with, for example, approximately 800,000 tilting mirrors. Such a matrix is

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z.B. von der Fa. Texas Instruments mit der Bezeichnung DMD 1076 angeboten.e.g. offered by Texas Instruments under the designation DMD 1076.

Die Matrix 2 wird elektronisch so angesteuert, daß über eine Projektionsoptik auf einen Bildschirm 13 ein entsprechendes Farbbild erscheint.The matrix 2 is electronically controlled so that a corresponding color image appears on a screen 13 via a projection optics.

Im Strahlengang des Farbbündels zwischen der Optik 11 und dem Mischstab 6 ist eine optische Einrichtung 4, ausgebildet als ein Spiegel 8, angeordnet, der ein Teillichtbündel &khgr; aus dem Farbbündel auf einen weiteren Spiegel 81 reflektiert. Von diesem Spiegel 81 gelangt das Teillichtbündel &khgr; über ein Filterelement 7, beispielsweise von der Fa. Schott mit der Bezeichnung RG 630 auf einen Detektor 5. Der Detektor 5, erhältlich von der Fa. Siemens unter der Bezeichnung BP &khgr; 90 ist auf einer Elektronikbaugruppe 10, die die Ansteuer-/Auswerteelektronik des Gesamtsystems enthalten kann, befestigt. Der Spiegel 81 kann entfallen, wenn durch den konstruktiven Aufbau des Gesamtsystems der Teillichtstrahl &khgr; direkt über das Filter 7 auf den Detektor gespiegelt werden kann. Der Spiegel 8 und/oder der Spiegel 81 kann aber auch als Folie und/oder Beschichtung als Teil des Innengehäuses aufgebaut sein.In the beam path of the color bundle between the optics 11 and the mixing rod 6 there is an optical device 4, designed as a mirror 8, which reflects a partial light bundle &khgr; from the color bundle onto a further mirror 81. From this mirror 81 the partial light bundle &khgr; passes through a filter element 7, for example from Schott with the designation RG 630 to a detector 5. The detector 5, available from Siemens under the designation BP &khgr; 90, is attached to an electronic assembly 10, which can contain the control/evaluation electronics of the overall system. The mirror 81 can be omitted if the structural design of the overall system allows the partial light beam &khgr; to be reflected directly onto the detector via the filter 7. The mirror 8 and/or the mirror 81 can also be constructed as a film and/or coating as part of the inner housing.

Natürlich ist es auch möglich, daß die optische Einrichtung 4 zwischen dem Farbrad 3 und der Optik 11 angeordnet ist. Für die Anordnung ist wichtig, daß die optische Einrichtung 4 zwischen dem Farbrad 3 und der Matrix 2 oder an einer anderen Stelle im Projektionssystem unter Ausnutzung des Streulichtes so angeordnet wird, daß eine Beeinträchtigung der Funktionsweise der Matrix 2 weitgehend ausgeschlossen ist und dennoch eine ausreichende Menge an Licht, das durch das Farbrad 3 entsprechend beeinflußt wurde, für die Auswertung zur Verfugung steht.Of course, it is also possible for the optical device 4 to be arranged between the color wheel 3 and the optics 11. It is important for the arrangement that the optical device 4 is arranged between the color wheel 3 and the matrix 2 or at another location in the projection system using the scattered light in such a way that any impairment of the functionality of the matrix 2 is largely excluded and yet a sufficient amount of light, which has been influenced accordingly by the color wheel 3, is available for evaluation.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung. Für die optische Einrichtung 4 kommt im Gegensatz zur Beschreibung in Fig. 1 eine optische Faser 9 zum Einsatz. Die optische Faser 9, beispielsweise erhältlich von der Fa. Fibertech mit der Bezeichnung AS 100/110 UVAN, nimmt wie der Spiegel 8 in Figur 1 ein Teillichtbündel &khgr; auf und führt das Teillichtbündel &khgr; über das Filter 7 dem Detektor 5 zu. Die Befestigung der optischen Faser imFig. 2 shows a further schematic representation of the solution according to the invention. In contrast to the description in Fig. 1, an optical fiber 9 is used for the optical device 4. The optical fiber 9, for example available from Fibertech with the designation AS 100/110 UVAN, receives a partial light beam x like the mirror 8 in Fig. 1 and guides the partial light beam x to the detector 5 via the filter 7. The fastening of the optical fiber in the

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Gehäuse und an der Ein-/Auskoppelstelle kann über eine Klebeverbindung erfolgen. Das Filter 7 kann dabei vorteilhafterweise über allgemein in der Optik übliche Aufdampf-/Sputterverfahren auf der optischen Faser des Ein- oder Ausgangs erfolgen.Housing and at the input/output point can be made using an adhesive connection. The filter 7 can advantageously be made using vapor deposition/sputtering processes that are generally common in optics on the optical fiber of the input or output.

Die Erfindung ist auch für die Positionseinrichtungen anwendbar, wo auf dem Farbrad 3, wie eingangs im Stand der Technik beschrieben, eine entsprechende Markierung vorgenommen wurde. Hierbei muß gewährleistet werden, daß sich das verändernde Licht, hervorgerufen durch die im Lichtweg rotierende Marke, über das optische Element 4 auf den Detektor 5 gelangt.The invention is also applicable to positioning devices where a corresponding marking has been made on the color wheel 3, as described at the beginning in the prior art. In this case, it must be ensured that the changing light, caused by the mark rotating in the light path, reaches the detector 5 via the optical element 4.

IM-iJO-r.·::··IM-iJO-r.·::··

Aufstelluna der verwendeten BezuqszeichenList of reference symbols used

Lichtquelle 1Light source 1

Matrix 2Matrix2

Farbrad 3Color wheel 3

optische Einrichtung 4optical device 4

Detektor 5Detector 5

Mischstab 6Mixing rod 6

Filter 7Filters 7

Spiegel 8Mirror 8

Siegel 81Seal 81

optische Faser 9optical fiber 9

Elektronikbaugruppe 10Electronic assembly 10

Optik 11Optics 11

Projektionsoptik 12Projection optics 12

Bildschirm 13Screen 13

Motor 14Engine 14

Teillichtbündel &khgr;Partial light beam &khgr;

Claims (6)

1. Einrichtung zur Positionsanzeige eines im Strahlengang zwischen einer Lichtquelle (1) und einer Matrix (2) angeordneten Farbrades (3), dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Einrichtung (4) zur Auskopplung eines Teillichtbündels (x) des durch das Farbrad beeinflußten Lichtes der Strahlquelle (1) vorgesehen und im Strahlengang des Teillichtbündels (x) ein Detektor (5) angeordnet ist. 1. Device for indicating the position of a color wheel ( 3 ) arranged in the beam path between a light source ( 1 ) and a matrix ( 2 ), characterized in that an optical device ( 4 ) is provided for coupling out a partial light beam (x) of the light of the beam source ( 1 ) influenced by the color wheel, and a detector ( 5 ) is arranged in the beam path of the partial light beam (x). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung (4) aus mindestens einem Spiegel (8) besteht. 2. Device according to claim 1, characterized in that the optical device ( 4 ) consists of at least one mirror ( 8 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung (4) aus einer optischen Faser (9) besteht. 3. Device according to claim 1, characterized in that the optical device ( 4 ) consists of an optical fiber ( 9 ). 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Lichtein- oder Lichtaustrittsfläche der optischen Faser (9) ein Filter aufgebracht ist. 4. Device according to claim 3, characterized in that a filter is applied to the light entry or exit surface of the optical fiber ( 9 ). 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (5) in unmittelbarer Nähe einer Elektronikbaugruppe (10) angeordnet ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the detector ( 5 ) is arranged in the immediate vicinity of an electronic assembly ( 10 ). 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (5) auf der Leiterplatte der Elektronikbaugruppe (10) angeordnet ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the detector ( 5 ) is arranged on the circuit board of the electronic assembly ( 10 ).
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