-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen
eines großformatigen Bildes,
und insbesondere auf eine Display-Vorrichtung, bei welcher die optische
Effizienz durch Verwendung einer Farbtrommel verbessert ist.
-
Beschreibung des Standes der
Technik
-
Die
US 2002/0024637 A1 offenbart
ein Display-System, welches eine Illuminierungsquelle, eine Integrationsoptik
und eine Farbtrommel aufweist. In letzter Zeit ziehen Flachbildschirme
mit dünnen
und großformatigen
Bildschirmleistungscharakteristiken die öffentliche Aufmerksamkeit auf
sich, und es ist zu erwarten, dass sie die herkömmliche Kathodenstrahlröhre (CRT),
welche eine Begrenzung in der Bildschirmgröße und ein großes Volumen
hat, ersetzen. Als solch einen Flachbildschirm gibt es ein Flüssigkristall-Display
(LCD), ein Plasma Display Panel (PDP), einen Projektor und ähnliches.
Unter diesen Flachbildschirmen steht der Projektor, der ein durch ein
LCD entstandenes Kleinbild vergrößert und
das vergrößerte Bild
durch eine Projektionslinse zu einem großformatigen Bildschirm projiziert,
im Mittelpunkt des Interesses als ein neues großformatiges Bildschirm-Display.
-
Der
Projektor weist ein Lampensystem zur Erzeugung von Licht, ein Optik-System
zum Konvergieren des erzeugten Lichtes, eine Bildanzeige- bzw. Bild-Display-Vorrichtung zum Darstellen
des konvergierten Lichts als Farben gemäß einem elektrischen Eingangsignal,
und ein Projektions-System zur Vergrößerung und Projektion der dargestellten
Farben, auf. Hierbei sind die Bild-Display-Vorrichtungen eingeteilt
in eine Bild-Display-Vorrichtung des Transmissionstyps zur Übertragung
eines einfallenden Lichts gemäß einem
elektrischen Eingangsignal und eine Bild-Display-Vorrichtung des Reflektionstyps
zum Reflektieren des einfallenden Lichts gemäß dem elektrischen Eingangssignal.
Das LCD, welches den Vorteil hat, dass es schlank ist, wird hauptsächlich als Bild-Display-Vorrichtung
verwendet.
-
In
letzter Zeit, als eine Kleinbild-Display-Vorrichtung entwickelt
wurde, wurden verschiedene Arten von Projektoren in den Handel gebracht.
Die Projektoren sind im Allgemeinen in Einzel-Panel-Typ, welcher
ein Sheet einer Bild-Display-Vorrichtung nutzt, in Doppel-Panel-Typ,
welcher zwei Sheets von Bild-Display-Vorrichtungen nutzt, und in
Dreifach-Panel-Typ, welcher drei Sheets von Bild-Display-Vorrichtungen nutzt,
eingeteilt. Der Einzel-Panel-Typ-Projektor, welcher ein Sheet einer
Bild-Display-Vorrichtung verwendet, um ein Bild anzuzeigen, ist
gegenwärtig
weit verbreitet aufgrund der Kosten und der Struktur.
-
Der
Einzel-Panel-Typ Projektor kann eine von drei Möglichkeiten verwenden, um weiße Farbe wiederzugeben:
eine erste Möglichkeit,
bei welcher R, G und B Farbfilter an der Bild-Display-Vorrichtung angeordnet
sind, um weiße
Farbe auszudrücken, eine
zweite Möglichkeit,
bei welcher Mikrolinsen an der Bild-Display-Vorrichtung angebracht sind, um R, G
und B Farblicht in verschiedenen Richtungen zu splitten und weiße Farbe
auszudrücken,
und eine dritte Möglichkeit
bei welcher Farbräder
verwendet werden, um wahlweise R, G und B Farblicht zeitabhängig nacheinander
zu übertragen.
-
1 zeigt
einen herkömmlichen
Projektor, bei welchem Farbfilter an der Bild-Display-Vorrichtung angeordnet sind,
und 2 zeigt einen herkömmlichen Projektor, bei welchem
eine Mikrolinse an der Bild-Display-Vorrichtung angeordnet ist.
-
Mit
Bezug auf 1 sind in einer Bild-Display-Vorrichtung 120R,
G und B Pixel 122 linear angeordnet und ein Filter 124 ist
an jedem Pixel 122 angeordnet. Durch ein Lampensystem 100 erzeugtes Licht
wird durch ein Optik-System 110 konvergiert und fällt in die
Bild-Display-Vorrichtung 120. Hierbei drückt die
Bild-Display-Vorrichtung 120 das einfallende Licht als
Farben aus, entsprechend den angelegten elektrischen Signalen. Entsprechend
wird das konvergierte Licht abhängig
von dem angelegten elektrischen Signal an jedem Pixel 122 von
der Bild-Display-Vorrichtung 120 als Farben wiedergegeben
und überträgt den Filter 124 oder
wird durch den Filter 124 reflektiert. Die übertragenen
Farben werden vergrößert und
auf einem Bildschirm 140 durch eine Projektionslinse 130 ausgegeben.
-
Auf
diese Weise gibt jedoch, da drei Pixel (R, G, B) ein weißes Licht
wiedergeben, die Gesamtzahl von Pixeln auf der Bild-Display-Vorrichtung 120,
die weiße
Farbe wieder, deren Auflösung
auf ein Drittel (1/3) reduziert ist. Wie dies wird, da so ein großer Bereich
nötig ist,
um eine weiße
Farbe darzustellen, die Auflösung
verringert. Darüber
hinaus senken, da die Filter 124, die an der Bild-Display-Vorrichtung 120 angebracht
sind, keine guten Übertragungseigenschaften
aufweisen, die Optik-Effizienz.
-
Als
Alternativvorschlag sind, bezogen auf 2, Mikrolinsen 165,
von welchen jede drei Pixeln 161, 162 und 163 von
R, G und B entspricht, an der Bild-Display-Vorrichtung 160 angeordnet.
Getrennte R, G und B Reflexionsspiegel 152, 154 und 156 sind zwischen
dem Optik-System 110 und der Bild-Display-Vorrichtung 160 gebildet,
um das Licht zu splitten und um die gesplitteten Lichter jeweils
zu den Pixeln 161, 162 und 163 in bestimmten
Winkeln zuführen.
Entsprechend wird das vom Lampensystem 100 erzeugte Licht,
welches das Optik-System 110 durchläuft, durch die Reflexionsspiegeln 152, 154 und 156 in
Farblichter gesplittet und fällt
dann in die Bild-Display-Vorrichtung 160 unter verschiedenen
Winkeln, abhängig
von den Neigungen der Reflexionsspiegel 152, 154 and 156,
ein. Die Bild-Display-Vorrichtung 160 empfängt die
von den Reflexionsspiegeln 152, 154 und 156 eintretenden
Lichter durch die Mikrolinsen 165 und sendet diese zu den
entsprechenden Pixeln 161, 162 und 163,
um gemäß dem eingegebenen
elektrischen Signal Farben auszudrücken.
-
Selbst
auf diese Weise wird jedoch, da drei Pixel eine weiße Farbe
wiedergeben, ähnlich
wie Filter an der Bild-Display-Vorrichtung (dargestellt in 1)
angeordnet sind, die Auflösung
verringert.
-
Um
das Problem der Verringerung der Auflösung, welches bei in den Methoden
von 1 und 2 auftritt, zu lösen, ist
eine Methode vorgeschlagen worden, welche in 3 dargestellt
ist.
-
3 zeigt
einen herkömmlichen
Projektor, welcher ein Farbrad verwendet.
-
Mit
Bezug auf 3 weist eine Bild-Display-Vorrichtung 180 weiße Pixel 182, 183 und 184, welche
angeordnet sind, um eine weiße
Farbe durch einen Pixel wiederzugeben, und ein Farbrad 170 zwischen
einem Lampensystem 100 und einem Optik-System 110 auf.
Das Farbrad 170 beinhaltet R, G und B Übertragungsfilter 174a, 174b und 174c,
welche an einem vorbestimmten Bereich einer Rotationsscheibe angeordnet
sind.
-
Da
das durch das Lampensystem 100 erzeugte Licht in das Farbrad 170 einfällt, wird
das Farbrad 170 durch einen Motor 172 rotiert,
um das einfallende Licht nacheinander in Farblichter zu splitten
und die gesplitteten Farblichter zu dem Optik-System 110 zu übertragen.
Anschließend
konvergiert das Optik-System 110 die gesplitteten Farblichter
zu einem weißen
Pixel der Bild-Display-Vorrichtung 180, um weiße Farbe
wiederzugeben.
-
Da
die oben genannte Methode eine weiße Farbe durch ein weißes Pixel
wiedergeben kann, ist die Auflösung
um das dreifache verbessert verglichen mit dem Stand der Technik,
dargestellt in 1 und 2, aber
die Helligkeit ist im Gegensatz dazu auf ein Drittel (1/3) vermindert.
Dies ist deshalb so, weil das Farbrad 170 nur die entsprechenden
Lichter von den jeweiligen Übertragungsfiltern 174a, 174b und 174c überträgt und das
restliche Licht nicht übertragen
wird, sondern verloren geht, so dass die Menge des Lichtes sich
verringert. Entsprechend wird die Lichteffizienz verringert.
-
Entsprechend
der oben beschriebenen Methode ist die Auflösung gut, aber die Helligkeit schlecht.
Zu diesem Zweck wurde eine Technologie entwickelt, welche auf der
Methode, dargestellt in 3, basiert, und bei welcher
das von dem Farbrad reflektierte und verlorene Licht wieder verwendet wird,
um die Lichteffizienz zu steigern.
-
4 zeigt
einen herkömmlichen
Projektor, welcher mit einer Stablinse versehen ist.
-
Mit
Bezug auf 4 weist ein herkömmlicher Projektor
ein Lampensystem 210 zur Erzeugung von Licht, eine Stablinse 220,
geformt als Rechteck, zur Aufnahme des von dem Lampensystem 210 erzeugten
Lichts, welche das erzeugte Licht vollständig reflektiert und ausgibt,
und das wieder eintretende Licht vollständig reflektiert und ausgibt,
ein Farbrad 230 zur selektiven Übertragung des von der Stablinse 220 abgegebenen
Lichts, eine Sammellinse 240 zum Konvergieren des von dem
Farbrad 230 übertragenen
Lichts, eine Bild-Display-Vorrichtung 250 zum Wiedergeben
des konvergierten Lichts in Farben, und eine Projektionslinse zum
Vergrößern und
Projizieren der Farben, welche durch die Bild-Display-Vorrichtung 250 auf
einem Bildschirm 270 wiedergegeben werden, auf.
-
Das
Lampensystem 210 weist eine Lichtquelle 212 zur
Erzeugung des Lichts und einen elliptischen Reflexionsspiegel 214 zur
Steuerung des erzeugten Lichts, welches in die Stablinse 220 eintreten
soll, auf. Entsprechend fällt
das gesamte von dem Lampensystem 210 erzeugte Licht in
die Stablinse 220 ein.
-
Die
Stablinse 220 weist eine Innenseite auf, welche aus einem
optischen Glas oder optischen Kunststoff hergestellt ist. Alternativ
kann das Innere der Stablinse 220 ein leerer Raum sein.
Ferner ist die Außenwand
der Stablinse 220 mit einem Totalreflexionsmaterial bedeckt.
Des Weiteren ist eine Öffnung 224 in
einer Eintrittsfläche 222 gebildet,
so dass das durch die Lampe 210 erzeugte Licht in das Innere
der Stablinse 220 einfallen kann. Der restliche Bereich 226,
abgesehen von der Öffnung 224,
ist mit einem Reflexionsmaterial bedeckt. Wie dies ist es wünschenswert,
dass der Bereich 226 mit einem Reflexionsmaterial bedeckt
ist, so dass das durch das Farbrad 230 reflektierte und
das in die Stablinse 220 eintretende Licht erneut reflektiert
wird und an das Farbrad 230 ausgegeben wird. Entsprechend
nimmt die Stablinse 220 das durch das Lampensystem 210 erzeugte
Licht durch die Öffnung 224 auf,
reflektiert es vollständig
darin und gibt es durch eine Austrittsfläche 228 an das Farbrad 230 ab.
-
Obwohl
das durch das Lampensystem 210 erzeugte Licht eine geringe
Gleichmäßigkeit
in der Helligkeit besitzt, wird es durch die Totalreflexion im Inneren
der Stablinse 220 durch die Austrittsfläche 228 gleichmäßig abgegeben.
Hierbei wird die Helligkeitsgleichmäßigkeit abhängig von der Länge der Stablinse 220 und
eine Art des Mediums verändert.
-
Das
von der Stablinse 220 abgegebene Licht durchläuft das
Farbrad 230 oder wird durch das Farbrad 230 reflektiert.
In diesem Moment fällt
das durch das Farbrad 230 reflektierte Licht erneut in
die Stablinse 220 ein, wird innerhalb der Stablinse 220 vollständig reflektiert
und erneut an das Farbrad 230 ausgegeben. Hierbei hat das
zum Farbrad 230 ausgegebene Licht einen anderen Strahlengang
als das von der Stablinse 220 abgegebene Licht. Dies ist deshalb
der Fall, weil der Winkel des durch das Farbrad 230 reflektierten
Lichtes und die Position des in der Stablinse 220 total
reflektierten Lichtes sich von dem des zuerst austretenden Lichtes
unterscheiden. Falls beispielsweise das erste austretende Licht über die
Mitte der Austrittsfläche 228 der
Stablinse 220 an das Farbrad 230 abgegeben wird,
kann das durch das Farbrad 230 reflektierte Licht erneut
eintreten in einer Position, welche anders ist als die Mitte der Austrittsfläche 228 der
Stablinse 220, entsprechend dem Reflexionswinkel. Da die
wieder eintretenden Lichter an unterschiedlichen Stellen innerhalb
der Stablinse 220 vollständig reflektiert werden, unterscheidet
sich die Endposition des an der Austrittsfläche 228 der Stablinse 220 austretenden
Lichtes von der Position des ersten an das Farbrad 230 abgegebenen
Lichtes. In gleicher Weise kann, da das erste austretende Licht
zu dem Farbrad 230 sich von dem letzten zu dem Farbrad 230 austretenden
Licht unterscheidet, jedes Farblicht übertragen werden.
-
Das
Farbrad 230 ist gegenüberliegend
der Austrittsfläche 228 der
Stablinse 220 im gleichen Bereich angebracht. Die R, G
und B Übertragungsfilter sind
in einer Spiral-Bauform
gebildet. Durch die Bildung der Übertragungsfilter
in einer Spiral-Bauform, können
R, G und B Farblichter durch die Übertragungsfilter gleichmäßig abgegeben
werden.
-
Wenn
daher das Farbrad 230 Spiral-Filter beinhaltet, haben die
durch das Farbrad 230 abgegebenen Farblichter gekrümmte Grenzflächen 234 und 236.
-
Wie
in 5 dargestellt, bewegen sich, sobald das Farbrad 230 durch
einen Motor 232 rotiert wird, R, G und B Übertragungsfilter
der Reihe nach, um die entsprechenden Farblichter wahlweise zu durchlaufen.
Danach treten, sofern die durchlaufenden Farblichter in die Bild-Display-Vorrichtung 250 durch
die Sammellinse 240 einfallen, Farblichter mit den gekrümmten Grenzflächen 234 und 236 auf.
-
Zu
diesem Zweck ist ein Algorithmus zur Konvertierung des Farblichter
mit gekrümmten Grenzflächen 234 und 236 in
Farblichter linearen Typs notwendig. Jedoch ist der Algorithmus
zur Konvertierung der Farblichter mit gekrümmten Grenzflächen 234 und 236 in
Farblichter linearen Typs sehr kompliziert, was problematisch ist.
-
Währenddessen
ist es, um die Farblichter mit gekrümmten Grenzflächen 234 und 236 in
Farblichter linearen Typs zu konvertieren, wünschenswert, dass das Farbrad
so groß wie
möglich
hergestellt ist. Jedoch verursacht die Verwendung des großen Farbrads
ein Problem, indem das Volumen des Farbrades steigt. Natürlich werden,
selbst wenn das Farbrad groß hergestellt
ist, die Grenzflächen 234 und 236 nicht
perfekt in eine lineare Anordnung konvertiert.
-
Ferner
liegt, wie in 6 gezeigt, das ebene Farbrad 230 des
herkömmlichen
Projektors der Austrittsfläche 228 der
Stablinse 220 gegenüber.
Zu diesem Zwecke treten, falls die durch die Ränder der Stablinse 220 austretenden
Lichter durch das Farbband 230 reflektiert werden, die
reflektierten Lichter nicht wieder in die Stablinse ein, sondern
gehen außerhalb
der Stablinse 220 verloren. Ms Resultat verringert der
Verlust durch die Ränder
der Stablinse des austretenden Lichtes die gesamte Lichthelligkeit.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Entsprechend
ist die vorliegende Erfindung auf ein optisches System und eine
Display-Vorrichtung unter Verwendung derselben gerichtet, welche im
Wesentlichen ein oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen
und Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Display-Vorrichtung
vorzusehen, bei welcher eine zylindrische Farbtrommel verwendet
wird, um den Lichtverlust, welcher zwischen der Stablinse und der
Farbtrommel auftritt, so weit wie möglich zu reduzieren und so
die Lichteffizienz zu steigern.
-
Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Display-Vorrichtung
vorzusehen, bei welcher ein rechteckiger Übertragungsfilter auf einer
zylindrischen Farbtrommel vorgesehen ist, um eine lineare Grenzfläche auszugeben,
und so die Signalverarbeitung der Displayvorrichtung zu vereinfachen.
-
Weitere
Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung sind zum Teil in der
folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil einem Fachmann
bei der Prüfung
des folgenden offensichtlich oder können aus der Anwendung der
Erfindung gelernt werden. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung
können begriffen
und erlangt werden durch die Struktur, welche insbesondere in der
schriftlichen Beschreibung und deren Ansprüchen sowie in den beigefügten Zeichnungen
dargelegt ist.
-
Um
diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung
mit dem Verwendungszweck der Erfindung, wie hier ausgeführt und allgemein
beschrieben ist, wird ein optisches System gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Das optische System weist auf: eine Stablinse zur Total-Reflektion
eintretenden Lichtes von einer Außenseite, Änderung eines Strahlengangs
des Lichtes und Austreten des Lichtes; eine zylindrische Farbtrommel
mit einer Mehrzahl von Zellenfiltern, welche ordnungsgemäß entlang
eines Umfangs hiervon angeordnet sind, um dem Strahlengang des Lichtes
gegenüberzuliegen, so
dass das von der Stablinse austretende Licht selektiv übertragen
wird; und eine Sammellinse zum Konvergieren des durch die Farbtrommel übertragenen
Lichtes.
-
Entsprechend
dem optischen System weist die Stablinse auf: eine Eintrittsfläche mit
einer Öffnung
zur Übertragung
des von der Außenseite
eintretenden Lichtes und einen Reflexionsbereich, welcher mit einem
Reflexionsmaterial bedeckt ist; Seitenteile zur Total-Reflexion
des durch die Eintrittsfläche
eintretenden Lichtes; und eine Austrittsfläche zum Austreten des total
reflektierten Lichtes aus einem der Seitenteile. Hierbei weist die
Stablinse ferner eine Reflexionsfläche auf, welche um einen vorbestimmten
Winkel zur Austrittsfläche
geneigt ist, zum Ändern des
Strahlengangs des durch die Eintrittsfläche eintretenden Lichtes. Außerdem weist
die Austrittsfläche
eine Öffnung
auf, welche so bemessen ist, dass sie mindestens die Mehrzahl der
Zellenfilter der Farbtrommel aufnimmt.
-
Die
Mehrzahl der Zellenfilter der Farbtrommel hat Flächen, welche so angeordnet
sind, dass sie der Austrittsfläche
in Form einer gekrümmten
Fläche gegenüberliegen.
Alternativ ist die Mehrzahl von Zellenfiltern in linearer Weise
angeordnet.
-
Gemäß dem optischen
System weist die Stablinse auf: ein Seitenteil, eine Eintrittsfläche, welche an
einem vorbestimmten Bereich des Seitenteils gebildet ist, wobei
die Eintrittsfläche
eine Öffnung, durch
welche das von Außen
eintretende Licht übertragen
wird, und einen Reflexionsbereich aufweist, wobei das Seitenteil
das durch die Eintrittsfläche
eintretende Licht vollständig
reflektiert, und eine Austrittsfläche zum Abgeben des vollständig reflektierten Lichts.
Ferner weist die Stablinse eine Reflexionsfläche auf, welche um einen vorbestimmten
Winkel zu der Austrittsfläche
geneigt ist, um den Strahlengang des durch die Eintrittsfläche eintretenden
Lichtes zu verändern.
-
Es
ist zu verstehen, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung
als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
beispielhaft und erläuternd
sind und eine weitere Erläuterung
der Erfindung, wie beansprucht, liefern sollen.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein weiteren Verständnis der
Erfindung zu liefern, und eingebunden sind und einen Teil dieser
Anmeldung darstellen, zeigen Ausführungsform(en) der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung
zu erklären.
In den Zeichnungen zeigt
-
1 einen
herkömmlichen
Projektor, bei welchem Farbfilter an einer Bild-Display-Vorrichtung angeordnet sind;
-
2 einen
herkömmlichen
Projektor bei welchem eine Mikrolinse an einer Bild-Display-Vorrichtung
angeordnet ist;
-
3 einen
herkömmlichen
Projektor unter Verwendung eines Farbrads;
-
4 einen
herkömmlichen
Projektor, welcher eine Stablinse aufweist;
-
5 ein
Scrollen entsprechend einer Rotation des Farbrades des in 4 dargestellten
Projektors;
-
6,
dass Licht durch das Farbrad des in 4 dargestellten
Projektors übertragen
wird und von ihm reflektiert wird;
-
7 eine
schematische Ansicht eines Projektors unter Verwendung einer Farbtrommel
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
-
8 eine
schematische Ansicht der Farbtrommel des in 7 dargestellten
Projektors;
-
9,
dass sich Licht zwischen der Stablinse und der Farbtrommel in dem
in 7 dargstellten Projektor fortbewegt;
-
10,
dass Licht übertragen
wird und reflektiert wird durch die Farbtrommel des in 7 dargestellten
Projektors;
-
11 ein
Scrollen entsprechend einer Rotation der Farbtrommel des in 7 dargestellten Projektors;
-
12 eine
schematische Ansicht eines Projektor unter Verwendung einer Farbtrommel
entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung; und
-
13 eine
schematische Ansicht eines Projektors unter Verwendung einer Farbtrommel
entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
Jetzt
wird im Detail Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, von welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt sind.
-
7 ist
eine schematische Ansicht eines Projektors, welcher eine Farbtrommel
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist.
-
Bezogen
auf 7 weist der Projektor ein Lampensystem 410 zur
Erzeugung von Licht und zum Konvergieren des erzeugten Lichtes um
einen Fokus, eine Stablinse 420 zur Total-Reflexion des von
dem Lampensystem 410 eintretenden Lichtes, zum Verändern des
Strahlengangs des Lichts und zum Austreten des Lichtes, eine Scrolleinheit 430, welche
Zellenfilter der Reihe nach in einer zylindrischen Konstruktion
und dem Strahlengang gegenüberliegend
angeordnet aufweist, um das von der Stablinse abgegebene Licht wahlweise
zu übertragen, eine
Sammellinse 440 zum Konvergieren des durch die Scrolleinheit 430 übertragenen
Lichtes, eine Bild-Display-Vorrichtung 450 zum
Wiedergeben von Farben durch Verwendung des Lichtes von der Sammellinse 440 entsprechend
eines angelegten elektrischen Signals, und ein Projektionssystem 460 zur Vergrößerung und
Projizierung der durch die Bild-Display-Vorrichtung 450 wiedergegebenen
Farben auf. Hierbei ist die Scrolleinheit 430 vorzugsweise
mit einer Farbtrommel 436 versehen, welche durch einen
Motor 432 rotierbar ist.
-
Das
Lampensystem 410 weist eine Lichtquelle 412 zur
Erzeugung des Lichtes und einen elliptischen Reflexionsspiegel 414 zur
Steuerung des erzeugten Lichtes auf, welches in die Stablinse 420 eintreten
soll. In anderen Worten, der elliptische Reflexionsspiegel 414 hat
eine geometrische Struktur, so dass das gesamte von der Lichtquelle 412 erzeugte
und eintretende Licht reflektiert und in der Nähe einer Eintrittsfläche der
Stablinse 420 fokussiert wird.
-
Die
Stablinse 420 ist in einer Rechtecksform ausgebildet und
weist eine Eintrittsfläche 421,
ein Seitenteil 424, eine Reflexionsfläche 428 und eine Austrittsfläche 426 auf.
Die Eintrittsfläche 421,
wie in 9 dargestellt, besteht aus einer Öffnung 422, durch
welche von dem Lampensystem 410 erzeugtes Licht hindurch
läuft,
und einen Reflexionsbereich 423 zur Reflexion des Lichtes,
welches durch die Scrolleinheit 430 reflektiert wird und
zu der Innenseite der Stablinse 420 zurückkehrt, und zur Abgabe des
reflektierten Lichtes an die Scrolleinheit 430. Der Reflexionsbereich 423 ist
ein Bereich mit Ausnahme der Öffnung 422 und
ist mit einem Reflexionsmaterial bedeckt.
-
Das
Seitenteil 424 weist die Austrittsfläche 426 auf, welche
an einem vorbestimmten Bereich davon gebildet ist, auf. Die Austrittsfläche 426 gibt
das zu der Innenseite der Stablinse 420 eintretende Licht zu
der Scrolleinheit 430 aus. Hierbei ist es wünschenswert,
dass die Austrittsfläche 426 eine Öffnung aufweist. üblicherweise
ist die Öffnung
der Austrittsfläche 426 größer als
die Öffnung 422 der
Eintrittsfläche 421.
Dies ist deshalb der Fall, weil die Öffnung 422 der Eintrittsfläche 421 nur
das durch das Lampensystem 410 konvergierte Licht durchlassen muss,
aber die Öffnung
der Austrittsfläche 426 das gesamte
Licht zur Außenseite
ausgeben muss, welches durch die Reflexionsfläche 428 reflektiert
wird, um eine breite Reflexionswinkelverteilung zu haben. In anderen
Worten, es ist wünschenswert,
dass die Öffnung
der Austrittsfläche 426 genauso
groß ist
wie eine Abmessung, welche mindestens drei Zellenfilter 438a, 438b und 438c der
Farbtrommel 436 beinhaltet. Oder es ist wünschenswert,
dass die Öffnung
der Austrittsfläche 426 genauso
groß ist
wie eine Abmessung, welche die Anzahl der Zellenfilter der verwendeten
Farben R, B und B aufnimmt.
-
Die
Stablinse 420 beinhaltet ferner eine Reflexionsfläche 428 zwischen
der Eintrittsfläche 421 und
der Austrittsfläche 426,
um den Strahlengang zu verändern.
Es ist wünschenswert,
dass die Reflexionsfläche 428 zur
Austrittsfläche 426 um
einen vorbestimmten Winkel geneigt ist. Entsprechend wird das durch
die Eintrittsfläche 421 eintretende
Licht durch die Reflexionsfläche 428 mit
einem vorbestimmten Winkel reflektiert und zu der Scrolleinheit 430 durch
die Austrittsfläche 428 ausgegeben.
Oder die Reflektionsfläche 428 kann
mit Total-Reflexionsmaterial
bedeckt sein oder ein Stück
eines Total-Reflexionsspiegels haben. Das durch die Eintrittsfläche 421 eintretende
Licht wird durch das Seitenteil 424 vollständig reflektiert
und durch die Austrittsfläche 426 über die
Reflixionsfläche 428 abgegeben.
-
Die
Stablinse 420 ist mit der Reflexionsfläche 428 zur Veränderung
des Strahlengangs zwischen der Eintrittsfläche 421 und der Austrittsfläche 426 versehen.
Die Reflexionsfläche 428 ist
vorzugsweise geneigt, um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf
die Austrittsfläche 426 zu
haben. Entsprechend wird das durch die Eintrittsfläche 421 eintretende Licht
unter einem vorbestimmten Winkel reflektiert und dann durch die
Austrittsfläche 426 zu
der Scrolleinheit 430 ausgegeben. Oder die Reflexionsfläche 428 kann
so konfiguriert sein, dass sie mit einem Total-Reflexionsmaterial
bedeckt ist und ein daran angebrachtes Stück eines Total-Reflexionsspiegel
haben. Das durch die Eintrittsfläche 421 eintretende Licht
kann an dem Seitenteil vollständig
reflektiert werden und durch die Austrittsfläche 426 mittels der Reflektionsfläche 428 ausgegeben
werden.
-
Währenddessen
wird etwas des durch die Austrittsfläche 426 abgegebenen
Lichts durch die Scrolleinheit 430 übertragen und anderes von dem Licht
reflektiert und tritt zur Innenseite der Stablinse 420 durch
die Austrittsfläche 426 ein.
In diesem Moment wird das durch die Austrittsfläche 426 eintretende
Licht durch die Reflexionsfläche 428 reflektiert, durch
das Seitenteil 424 vollständig reflektiert, an dem Reflexionsbereich 423 der
Eintrittsfläche 421 reflektiert,
durch die Reflexionsfläche 428 reflektiert und
zu der Scrolleinheit 430 ausgegeben. Demnach wird das durch
die Scrolleinheit 430 reflektierte Licht vollständig durch
die Stablinse 420 reflektiert und durch die Scrolleinheit 430 übertragen,
was bedeutet, dass die Wiederverwendung des Lichts möglich wird
und so die Lichteffizienz gesteigert wird.
-
Wie
in 8 dargestellt, weist die Scrolleinheit 430 einen
Motor 432 zur Erzeugung einer Rotationskraft, eine Farbtrommel 436,
welche durch die Rotationskraft des Motors 432 rotiert,
und ein Kupplungsstück 434 auf,
welches ein Zwischenstück
ist, um die Farbtrommel 436 mit dem Motor 432 zu
verbinden. Die Farbtrommel 436 ist zylindrisch, um das Seitenteil 424 der
Stablinse 420 zu umgeben. Wie in 9 dargestellt,
kann die Farbtrommel 436 R, G und B und Zellenfilter 438a, 438b und 438c in
einer zylindrischen Form oder in einer Kombination einer Mehrzahl
von Farbzellenfiltern haben. Es ist wünschenswert, dass die Zellenfilter 438a, 438b und 438c in
linearer Form angeordnet sind. Gegenwärtig ist es wünschenswert,
dass die Flächen
der R, G und B Zellenfilter 438a, 438b und 438c gegenüber der Austrittsfläche 426 der
Stablinse 420 liegen.
-
Entsprechend
tritt das durch die Austrittsfläche 426 der
Stablinse 420 abgegebene Licht in einen der R, G und B
Zellenfilter 438a, 438b und 438c ein. In
diesem Augenblick wird, wenn die Übertragungskonditionen stimmen,
das Licht übertragen
und tritt in die Sammellinse 440 ein. Wenn die Übertragungskonditionen
nicht stimmen, wird das Licht reflektiert und kehrt durch die Austrittsfläche 426 in
das Innere der Stablinse 420 zurück. Das zurückkehrende Licht wird durch
die Stablinse 420 wieder verwendet und wird an die Farbtrommel 436 abgegeben.
Wenn zum Beispiel das von der Stablinse 420 abgegebene
Licht in den R Zellenfilter 438c eintritt, wird das R Farblicht übertragen,
jedoch die anderen Farblichter werden nicht übertragen, sondern reflektiert,
und treten in die Stablinse 420 ein. Wenn das durch die
Stablinse 420 vollständig
reflektierte und erneut abgegebene Licht in den G Zellenfilter 438b eintritt,
wird das G Farblicht fortlaufend übertragen, die anderen Farblichter
jedoch werden reflektiert und treten erneut in die Stablinse 420 ein.
Durch solch einen Prozess kann das entsprechende Farblicht andauernd
durch den entsprechenden Zellenfilter übertragen werden.
-
Beim
Stand der Technik ist das Farbrad flach geformt, wie in 6 dargestellt.
Wenn daher das zu dem Farbrad abgegebene Licht reflektiert wird,
tritt einiges von dem Licht nicht in die Stablinse ein und geht
nach außen
verloren. Wenn jedoch das an die Farbtrommel 436 abgegebene
Licht nicht die Übertragungskonditionen
erfüllt
und reflektiert wird, bilden die Zellenfilter 438a, 438b und 438c der
Farbtrommel 436 eine gekrümmte Fläche in Bezug auf die Austrittsfläche 426,
obgleich das von der Stablinse 420 abgegebene Licht, wie
in 10 dargestellt, durch die Farbtrommel 436 reflektiert
wird. So wird der Reflexionswinkel der Farbtrommel 436 kleiner
und das Licht, das gewöhnlich
nach außen
verloren geht, kann erneut in die Stablinse 420 eintreten.
Entsprechend ist die Menge an verlorenem Licht verglichen mit dem
Stand der Technik reduziert und die Lichteffizienz ist gesteigert,
um ein Bild mit gleichmäßiger Helligkeit
zu verwirklichen.
-
10 zeigt
einen Scrollvorgang entsprechend der Rotation der Farbtrommel des
Projektors. Wie in 10 dargestellt, werden während die
Farbtrommel 436 rotiert, durch die Zellenfilter 438a, 438b und 438c der
Farbtrommel 436 die entsprechenden Farblichter übertragen.
Weil die Zellenfilter 438a, 438b und 438c,
welche an der Farbtrommel 436 angeordnet sind, in einer
linearen Form wie in 8 dargestellt angeordnet sind,
sind hier die Grenzflächen 437 und 438 zwischen
den Farblichtern, welche durch die Farbfilter 438a, 438b und 438c übertragen werden,
alle in einer linearen Form, wie in 11 dargestellt.
Die Verwendung dieser Farblichter linearen Typs befähigt die
Bild-Display-Vorrichtung 450, die lineare Scroll-Illumination
zu verwenden, so dass der Signalprozess der Bild-Display-Vorrichtung 450 vereinfacht
werden kann.
-
12 ist
eine schematische Ansicht eines Projektors, welcher eine Farbtrommel
entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist.
-
Bezogen
auf 12 weist ein Projektor entsprechend einer anderen
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Reflexionsfläche 477 auf, welche
durch einen bestimmten Winkel zu der Eintrittsfläche 471 einer Stablinse 470 geneigt ist,
und den Strahlengang des eintretenden Lichtes, welches in die Eintrittsfläche 471 eintritt,
verändert. Durch
die Konstruktion der Stablinse 470 wie oben, kann sie Stablinse 470 vollständig in
die Farbtrommel 436 eingefügt werden, so dass die Größe des Projektors
reduziert werden kann.
-
Hierbei
ist die Eintrittsfläche 471 der
Stablinse 470 an einem vorbestimmten Bereich eines Seitenteils 473 gebildet.
Wie dies in 7 dargestellt ist, ist eine Öffnung in
der Mitte der Stablinse 470 gebildet, und ein Bereich,
das heißt
ein Reflexionsbereich mit Ausnahme der Öffnung, ist mit einem Reflexionsmaterial überzogen.
Eine Austrittsfläche 475 ist
an dem zwischen der Reflexionsfläche 477 und
der Farbtrommel 436 gebildeten Strahlengang gebildet. Die
Austrittsfläche 475 besteht
aus der Öffnung
zum Abgeben des durch die Reflexionsfläche 477 reflektierten
Lichts.
-
13 ist
eine schematische Ansicht eines Projektors, welcher eine Farbtrommel
entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung aufweist. Wie in 13 dargestellt,
ist der Projektor entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine modifizierte Art und Weise des in 7 dargestellten
Projektors, bei welchem die Bild-Display-Vorrichtung vom Übertragungs-Typ zum Reflexions-Typ
verändert
ist. Folglich wird das durch die Sammellinse 440 konvergierte
Licht in Farben durch eine Bild-Display-Vorrichtung 480 wiedergegeben und
wird reflektiert. Das reflektierte Licht wird dann vergrößert und
auf das Projektions-System 460 projiziert. Weil das Lampensystem 410,
die Stablinse 420 und die Farbtrommel 436 die
gleiche Struktur, wie die in 7 dargestellte
haben, wird ihre detaillierte Beschreibung ausgelassen.
-
Daher
kann der Projektor der vorliegenden Erfindung auf alle Reflexions-Typ
Bild-Display-Vorrichtungen
und die Übertragungs-Typ
Bild-Display-Vorrichtungen angewendet werden.
-
Wie
oben beschrieben, ist entsprechend der Display-Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung eine Farbtrommel vorgesehen, an welcher Zellenfilter so angeordnet
sind, dass sie der Austrittsfläche
in einer gekrümmten
Form gegenüberliegen.
Ferner sind die Zellenfilter zylindrisch um die Stablinse herum
angeordnet. Die Zellenfilter der Farbtrommel sind in einer linearen
Form gebildet.
-
Daher
wird, weil die Zellenfilter in einer gekrümmten Form angeordnet sind,
der Verlust des durch die Farbtrommel zu der Austrittsfläche reflektierten
Lichts im maximalen Ausmaß verhindert,
um die Lichteffizienz zu verbessern. Entsprechend wird ferner die
Licht-Helligkeit gesteigert.
-
Des
Weiteren ist der lineare Scrollvorgang aufgrund der Existenz der
linear geformten Zellenfilter möglich,
so dass eine separate lineare Scroll-Illumination nicht erforderlich
ist, und der Signalprozess vereinfacht werden kann.
-
Ferner
kann die Stablinse in der zylindrischen Farbtrommel installiert
werden, um die Gesamtgröße der Vorrichtung
zu reduzieren, was es der Vorrichtung ermöglicht, den gegenwärtigen Trend
der dünnen
Eigenschaft zu erfüllen.
-
Es
sollte Fachleuten ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen bei der vorliegenden Erfindung gemacht werden können. Daher
soll die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen
dieser Erfindung einschließen, vorausgesetzt,
dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.