DE4040251A1

DE4040251A1 - Farbbildprojektor

Info

Publication number: DE4040251A1
Application number: DE4040251A
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof Dr Ing Lueder; Volker Dipl Ing Hochholzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-07-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbbildprojektor, dessen elektronisch vorgegebenes Bild mittels einer Lichtquelle, einer Strahlengangoptik und durch auf die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau aufgeteilte Flüssigkristall-Lichtventile geschaffen ist.

Bei bisher bekannten Farbbildprojektoren dieser Art sind drei gesonderte Lichtventildisplays vorgesehen, für jede der drei Grundfarben also ein gesondertes Display. Den drei TFT-angesteuerten Flüssigkristalldisplays wird von einer gemeinsamen Lichtquelle über Zweifarbenfilterspiegel, Umlenkspiegel und optische Linsen farbiges Licht zugeleitet. Nach dem Durchgang durch die drei Flüssigkristalldisplays (LCD) werden die drei Strahlengänge wieder über Zweifarbenspiegel oder Zweifarbenprismen zusammengeführt und über eine Projektionsoptik auf eine Bildleinwand gegeben. Dabei wird der konstruktive Vorteil, daß die drei Flüssigkristalldisplays nur eine Lichtventilmatrix mit einer relativ kleinen Zahl von Bildpunkten, also Einzellichtventilen, aufweisen müssen, bei weitem durch den erhöhten optischen Aufwand ausgeglichen, unter welchem überdies die Wiedergabequalität des erzeugten Farbbildes leidet. Der Lichtverlust auf den drei einzelnen Strahlengängen mit ihren Zweifarbenspiegeln und Einzeloptiken ist relativ groß. Das Zusammenführen der drei einzelnen Strahlengänge hinter den drei Flüssigkristalldisplays erfordert hochwertige optische Einrichtungen und eine sehr genaue Justierung und stabile Anordnung der Einrichtungsteile, wodurch die hohen Kosten solcher Farbbildprojektoren mitbegründet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Farbbildprojektor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er einen einfacheren Aufbau hat, ohne die Lichtverluste merklich zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Farbprojektor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Lichtventile in einem einzigen Lichtstrahlengang und in einer gemeinsamen, quer zur Strahlengangrichtung verlaufenden Ebene als Display mit hoher Bildpunktzahl angeordnet sind und daß dem Lichtventildisplay eine Farbfilterplatte mit der Bildpunktzahl und -anordnung entsprechenden, auf die drei Grundfarben regelmäßig aufgeteilten Filterpunkten vorgesetzt ist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Farbbildprojektor macht durch seinen einzigen Lichtstrahlengang oder optischen Pfad nur ein Minimum an optischer Einrichtung erforderlich. Umlenkspiegel können vollständig entfallen. Durch diesen geringen optischen Aufwand wird der Farbbildprojektor nicht nur billiger, sondern erlaubt auch einen kompakten Aufbau, in welchem kaum Lichtverluste auf dem Strahlengang bis zu der Kombination aus Farbfilterplatte und Lichtventildisplay auftreten. Aber auch die Kombination aus Farbfilterplatte und Lichtventildisplay drückt den erfindungsgemäß ausgebildeten Farbbildprojektor nicht auf den Lichtdurchlaßwert der vorbekannten Farbbildprojektoren zurück, obwohl hier in der Displayebene pro Flächeneinheit eine größere Zahl von Bildpunkten, also Einzellichtventilen vorgesehen ist. Hier können vorteilhafterweise die jeweils einen Bildpunkt bildenden Lichtventile einheitlich als MIM-angesteuerte Elemente ausgebildet sein. Bei MIM-angesteuerten Flüssigkristallzellen ist eine wesentlich kleinere Abdeckung der Kristallkörperfläche erforderlich als beispielsweise bei mittels Dünnschichttransistoren (TFT) angesteuerten Flüssigkristallzellen. Während bei TFT-angesteuerten Flüssigkristallzellen ein maximaler Lichtdurchgangswirkungsgrad von höchstens 50% erzielbar ist, liegt der Lichtdurchgangswirkungsgrad bei MIM-angesteuerten Flüssigkristallzellen bei über 70%. Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten Farbbildprojektors werden aber auch beim Einsatz anderer Bildpunktelemente, wie FK-gesteuerter oder PDLC-gesteuerter Elemente, mit vertretbarem Steueraufwand und noch guter Lichtausbeute erreicht. Die besten Ergebnisse lassen sich aber mit MIM-angesteuerten Elementen erreichen.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Farbbildprojektors besteht darin, daß für seinen Aufbau die für hochwertige Diapositivprojektoren entwickelte und erprobte Optik verwendet werden kann.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Farbbildprojektors anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des einzigen optischen Pfades des Farbbildprojektors;

Fig. 2 eine schematische Teilaufsicht des Lichtventildisplays.

Fig. 1 zeigt von dem Farbbildprojektor eine Hochleistungsprojektionslampe 10, die im Brennpunkt eines Parabolreflektors 11 angeordnet ist und deren Licht durch Kondensoren, wie 12 und 13, zu einem einzigen Strahlengang 14 gebündelt, auf ein Kombinationsdisplay 15 trifft, das in einer senkrecht zur Strahlengangachse 16 verlaufenden Ebene 17 angeordnet ist.

Das Kombinationsdisplay 15 besteht aus einer Farbfilterplatte 18 und einer Lichtventilplatte 19. In dem Lichtventildisplay oder der Lichtventilplatte 19 ist eine große Zahl von MIM-angesteuerten Flüssigkristallen als Einzellichtventile 20 in einer Matrix gleichmäßig verteilt angeordnet, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Die Farbfilterplatte 18 weist vor jedem einen Bildpunkt darstellenden Einzellichtventil 20 einen Filterpunkt für eine der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau auf, wobei die Filterpunkte für die drei Grundfarben in der Farbfilterplatte 18 regelmäßig verteilt angeordnet sind, beispielsweise gemäß Fig. 2 so, daß die einem für Rot durchlässigen Filterpunkt nachgeordneten, jeweils einen Bildpunkt bildenden Einzellichtventile 20′ auf einer Diagonalen der Lichtventilplatte 19 liegen. Sie können aber auch nach Zeilen oder Spalten ausgerichtet sein.

Die einzelnen Flüssigkristall-Lichtventile 20 ergeben in Abhängigkeit von einer Steuerspannung entweder keinen Lichtdurchlaß oder einen Lichtdurchlaß in der ihnen durch die Farbfilterplatte 18 vorgegebenen Grundfarbe in einem von der Steuerspannung abhängigen Durchlaßgrad und erzeugen somit in ihrer Gesamtheit ein Farbbild, das mittels einer Projektionsoptik 21 auf eine Bildleinwand 22 projeziert wird, beispielsweise auf eine Großbildleinwand in einem Versammlungsraum, einer Sporthalle o. dgl.

Claims

1. Farbbildprojektor, dessen elektronisch vorgegebenes Bild mittels einer Lichtquelle, einer Strahlengangoptik und durch auf die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau aufgeteilter Flüssigkristall-Lichtventile geschaffen ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lichtventile (20) in einem einzigen Lichtstrahlengang (14) und in einer gemeinsamen, quer zur Strahlengangrichtung verlaufenden Ebene (17) als Display (19) mit hoher Bildpunktzahl angeordnet sind und daß dem Lichtventildisplay (19) eine Farbfilterplatte (18) mit der Bildpunktzahl und -anordnung entsprechenden, auf die drei Grundfarben regelmäßig aufgeteilten Filterpunkten vorgesetzt ist.

2. Farbbildprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einen Bildpunkt bildenden Flüssigkristall-Lichtventile (20) einheitlich als MIM-angesteuerte Elemente ausgebildet sind.

3. Farbbildprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einen Bildpunkt bildenden Lichtventile als PDLC-angesteuerte Elemente ausgebildet sind.

4. Farbbildprojektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einen Bildpunkt bildenden Lichtventile FK-angesteuerte Elemente sind.

5. Farbbildprojektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Displaykombination (15) im einzigen Lichtstrahlengang (14) einer Diapositivprojektoroptik (12, 13, 21) angeordnet ist.