-
GEBIET DER
ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Projektionsanzeigesysteme
und insbesondere ein Anzeigesystem mit einem einzigen Lichtventil
und mehreren Lampen, wodurch ein besserer Farbausgleich und eine
bessere Helligkeit erreicht werden.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Räumliche
Lichtmodulatoren (SLM) oder Lichtventile werden in der Industrie
weit verbreitet für Videobildschirme,
Graphikanzeigen, Projektoren und Hartkopie-Drucker verwendet. SLM
und Lichtventile sind Vorrichtungen, die einfallendes Licht entsprechend
einer elektrischen oder optischen Eingabe in einem räumlichen
Muster modulieren. Das einfallende Licht kann phasen-, intensitäts-, polarisations- oder
richtungsmoduliert werden. Das Lichtbild wird im Fall eines Projektors,
eines Videobildschirms oder einer Anzeige auf einen Bildschirm gerichtet
und fokussiert oder schließlich
im Fall eines xerographischen Druckers auf ein lichtempfindliches
Material in der Art einer Photorezeptortrommel fokussiert.
-
Die
Lichtmodulation kann durch eine Vielzahl von Materialien, die verschiedene
elektrooptische oder magnetooptische Effekte aufweisen, und durch Materialien,
die Licht durch Oberflächenverformung modulieren,
erreicht werden. Andere räumliche
Lichtmodulatoren können
winzige mikromechanische Vorrichtungen einschließen, welche eine Anordnung
positionierbarer Bildelemente (Pixel) aufweisen. Das Lichtbild kann
gefärbt
werden, falls es auf einem Bildschirm eines Projektors, Bildschirms
oder Fernsehgeräts
und dergleichen anzuzeigen ist. Dieses Färben erfolgt typischerweise
in einer von zwei Weisen, entweder unter Verwendung nicht sequenzieller Farbsysteme
oder unter Verwendung sequenzieller Farbsysteme. Ein nicht sequenzielles
Farbsystem bildet gleichzeitig mehrere Lichtfarben, wie Rot, Grün und Blau,
ab. Ein Beispiel eines nicht sequenziellen Farbsystems ist in dem
auf den Erwerber der vorliegenden Anmeldung übertragenen US-Patent US-A-5 452
024 von Sampsell mit dem Titel "DMD
Display System" offenbart.
Bei sequenziellen Farbsystemen werden Farbbilder durch sequenzielles
Projizieren abgebildeten farbigen Lichts (d.h. roten, grünen und blauen
Lichts) in einem einzigen Bildrahmen, der typischerweise 1/60 einer
Sekunde dauert, erzeugt. Sequenzielle Farbsysteme verwenden typischerweise
ein Farbrad, das in mehrere Farbsegmente (beispielsweise in ein
rotes, ein grünes
und ein blaues Segment) oder in Vielfache bzw. Kombinationen davon
unterteilt ist. Ein Beispiel eines sequenziellen Farbsystems ist
in dem auf den Erwerber der vorliegenden Anmeldung übertragenen
US-Patent US-A-5 448 314 von Heimbuch u.a. mit dem Titel "Method and Apparatus
for Sequential Colour Imaging" offenbart.
-
Eine
neuere Innovation von Texas Instruments Inc. aus Dallas, Texas ist
ein SLM-Abbildungssystem unter Verwendung einer Anordnung individueller
mikromechanischer Elemente, die als digitale Mikrospiegelvorrichtung
(DMD) bekannt ist und auch als eine Vorrichtung mit verformbaren
Spiegeln bezeichnet wird. Die DMD ist ein räumlicher Lichtmodulator, der
zur Verwendung in Anzeigen, Projektoren und Hartkopie-Druckern geeignet
ist. Die DMD ist eine monolithische integrierte Einzelchipschaltung mit
einer hochdichten Anordnung von beispielsweise 17 Mikrometer im
Quadrat messenden auslenkbaren Mikrospiegeln. Diese Spiegel sind über einer
Adressschaltungsanordnung mit einer Anordnung von SRAM-Zellen und
Adresselektroden hergestellt. Jeder Spiegel bildet ein Pixel der
DMD-Anordnung und ist bistabil, d.h. in einer von zwei Positionen
stabil. Eine auf die Spiegelanordnung gerichtete Lichtquelle wird
von jedem Spiegel in einer von zwei Richtungen reflektiert. In einer
stabilen "EIN"-Spiegelposition wird
das auf diesen Spiegel einfallende Licht zu einer Sammellinse reflektiert
und auf einen Anzeigeschirm oder ein photoempfindliches Element
eines Druckers fokussiert und bildet ein Bild des Spiegels bzw.
Pixels. In der anderen "AUS"-Spiegelposition
wird auf den Spiegel gerichtetes Licht zu einem Lichtabsorber abgelenkt.
Jeder Spiegel der Anordnung wird einzeln gesteuert, so dass er einfallendes
Licht entweder zu der Sammellinse oder zum Lichtabsorber leitet.
Im Fall einer Anzeige fokussieren eine Projektorlinse und ein Lichtprisma
das modulierte Bild schließlich von
den Pixelspiegeln auf einen Anzeigebildschirm und vergrößern dieses
und erzeugen ein sichtbares Bild. Falls sich jeder Pixelspiegel
der DMD-Anordnung in der "EIN"-Position befindet,
ist das angezeigte Bild eine Anordnung heller Pixel.
-
Für eine detailliertere
Erörterung
der DMD-Vorrichtung sei auf US-A-5 061 049 von Hornbeck mit dem
Titel "Spatial Light
Modulator and Method",
US-A-5 079 544 von DeMond u.a. mit dem Titel "Standard Independent Digitized Video
System" und US-A-5
105 369 von Nelson mit dem Titel "Printing System Exposure Module Alignment
Method and Apparatus of Manufacture" verwiesen, wobei jedes dieser Patente
auf den Erwerber der vorliegenden Erfindung übertragen ist. Graustufen der
das Bild erzeugenden Pixel können
durch Impulsbreiten-Modulationstechniken der Spiegel erreicht werden,
wie in US-A-5 278 652 mit dem Titel "DMD Architecture and Timing for Use
in a Pulse-Width Modulated Display System" beschrieben ist, das auf den Erwerber
der vorliegenden Erfindung übertragen
ist.
-
Bei
nicht sequenziellen Farbsystemen können drei (3) DMD-Anordnungen
zur Erzeugung einer Bildebene verwendet werden, wobei eine DMD zum Modulieren
von rotem, grünem
und blauem Licht verwendet wird, wie in dem auf den Erwerber der
vorliegenden Erfindung übertragenen
US-Patent US-A-5 452 024 von Sampsell mit dem Titel "DMD Display System" offenbart ist. Dagegen
benötigt
ein sequenzielles Farbsystem nur eine solche DMD-Vorrichtung, wobei
das rote, grüne
und blaue Licht von der einzigen DMD-Anordnung sequenziell moduliert
und auf eine Bildebene reflektiert wird. Das nicht sequenzielle
Farbsystem benötigt
drei DMD-Anordnungen und zugehörige
Hardware, wenn es mit dem sequenziellen Farbsystem verglichen wird,
es bietet jedoch eine erhöhte
Anzeigehelligkeit. Demgemäß gibt es
einen Kompromiss zwischen der Komplexität, den Kosten und der Leistungsfähigkeit
eines nicht sequenziellen Farbsystems, wenn es mit einem einzigen
sequenziellen DMD-Farbsystem verglichen wird.
-
Im
Fall eines sequenziellen Farbsystems wird typischerweise eine einzige
Lichtquelle verwendet, wie sie im Nelson erteilten US-Patent US-A-5 101
236 mit dem Titel "Light
Energy Control System and Method of Operation", das auf den Erwerber der vorliegenden
Erfindung übertragen
ist, offenbart ist. Die Lampe kann typischerweise aus einer Xenon- oder
Metallhalogenid-Bogenlampe bestehen, oder es kann sich um einen
Laser handeln. Diese Bogenlampe kann durch eine Wechsel- oder Gleichspannungsquelle
versorgt werden.
-
Mehrere
Lichtquellen können
auch unter Verwendung eines einzigen Lichtventils in einem sequenziellen
Farbsystem implementiert werden, wie in US-A-5 428 408 offenbart ist. Dieses System
beinhaltet drei Projektionslampen, wobei jeweils eine für jede der
Primärfarben
vorgesehen ist, welche sequenziell aktiviert werden. Es werden drei
Verdeckungseinrichtungen verwendet, wobei jeweils eine die Lichtausgabe
von der zugeordneten Lampe blockiert oder freigibt. Die Lichtausgabe
von der zugeordneten Lampe, die schließlich das Lichtventil beleuchtet,
wird durch die impulsgetriebenen Verdeckungseinrichtungen gesteuert.
-
Herkömmliche
Bogenlampen, die aus Xenon- oder Metallhalogenid-Bogenlampen bestehen, weisen typischerweise
in irgendeinem Abschnitt des Farbspektrums Intensitätsmängel auf.
Das heißt, dass
die zugeordneten Lichtausgangspegel roten, blauen und grünen Lichts
für eine
gegebene Leistungseingabe nicht im Gleichgewicht sind. Eine typische
Lampe weist bei rotem Licht den größten Mangel auf, und sie ist
bei grünem
Licht am stärksten. Eine
Lösung
besteht darin, den Farbausgleich zu adressieren, wie in der auf
den Erwerber der vorliegenden Erfindung übertragenen US-Patentanmeldung
mit der laufenden Nummer 08/414 707 mit dem Titel "Spatial Light Image
Display System with Synchronized and Modulated Light Source" (veröffentlicht
unter US-A-5 706
061) offenbart ist, wobei jede der drei Lichtarten individuell angesteuert
und amplitudenmoduliert werden kann, um einen Farbausgleich zu erreichen.
-
Es
ist erwünscht,
ein sequenzielles Farbabbildungssystem bereitzustellen, bei dem
ein einziges Lichtventil oder ein einziger räumlicher Lichtmodulator verwendet
wird und nur zwei Lampen verwendet werden, um ein kostenwirksames,
in der Farbe ausgeglichenes und helles System bereitzustellen. Es
ist weiter erwünscht,
herkömmliche
Bogenlampen einzusetzen, welche einen Betrieb bei einem Nennleistungspegel
erfordern, um eine optimale Leistungsabfuhr bereitzustellen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung, die in den anliegenden Ansprüchen 1 und
8 definiert ist, bietet technische Vorteile als ein Abbildungssystem
mit zwei Lampen und einem einzigen Lichtventil. Eine Lampe wird
zum Erzeugen roten Lichts verwendet, und eine zweite Lampe wird
zum Erzeugen sowohl blauen als auch grünen Lichts verwendet. Die erste
Lampe wird während
1/3 eines Videorahmens mit dem Dreifachen ihres Nennleistungswerts
angesteuert, so dass sie über
einen Videorahmen bei ihrem durchschnittlichen Leistungswert angesteuert
wird. Die zweite Lampe wird während
2/3 eines Videorahmens bei 150% ihres Nennleistungswerts impulsgesteuert,
so dass sie über
einen Videorahmen auch bei ihrem durchschnittlichen Leistungswert
angesteuert wird.
-
Das
Anzeigesystem gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Lichtventil zum Modulieren
eines darauf einfallenden Lichtstrahls als Funktion eines ankommenden
Videosignals, das eine Reihe von Videorahmen darstellt. Eine erste
und eine zweite Lampe erzeugen einen ersten Lichtstrahl bzw. einen
zweiten Lichtstrahl. Eine Optik richtet den ersten Lichtstrahl und
den zweiten Lichtstrahl auf das Lichtventil, um den einfallenden
Lichtstrahl zu erzeugen. Eine Lichtfärbevorrichtung färbt die
erste Lichtquelle mit einer ersten Farbe, und sie färbt auch
die zweite Lichtquelle alternativ mit einer zweiten und einer dritten
Farbe. Eine Lampentreiberschaltung steuert die erste Lampe gepulst
an, wenn die Farbvorrichtung den ersten Lichtstrahl mit der ersten
Farbe färbt,
und die Lampentreiberschaltung steuert auch die zweite Lampe gepulst
an, wenn die Farbvorrichtung den zweiten Lichtstrahl alternativ
mit der zweiten und der dritten Farbe färbt. Die erste und die zweite
Lampe werden mit einem Spitzenleistungspegel, der höher ist
als der durchschnittliche Leistungswert der jeweiligen Lampe, gepulst
angesteuert, die Lampen arbeiten jedoch über jeden Videorahmen bei einem
Nennleistungspegel, damit sie eine annehmbare Lebensdauer aufweisen.
Zusätzlich
wird durch das gepulste Ansteuern dieser Lampen oberhalb ihrer Nennleistungswerte eine
größere Lichtausgabe
für die
jeweilige Farbe erreicht, wodurch ein helleres Bild erreicht wird,
als es durch das Lichtventil gebildet wird. Die erste Farbe ist vorzugsweise
Rot, wobei es sich um die Farbe handelt, an der der größte Mangel
besteht, und die zweite und die dritte Farbe sind Blau bzw. Grün.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die anliegende
Zeichnung weiter beschrieben, wobei:
-
1 ein
Blockdiagramm eines sequenziellen Farbabbildungssystems ist, welches
eine Steuerschaltungsanordnung zum gepulsten Ansteuern von zwei
Lichtquellen aufweist, wobei eine Quelle zum Bereitstellen roten
Lichts und die andere Quelle zum Bereitstellen blauen und grünen Lichts
verwendet wird,
-
2 ein
Wellenformdiagramm ist, in dem die Synchronisation der Lampentreiberwellenformen und
auch die Spitzenamplitude der Treiberwellenformen dargestellt sind,
welche die zugeordneten Lampen mit einer Spitzenleistung ansteuern,
die erheblich größer ist
als der durchschnittliche Leistungswert der Lampen,
-
3 eine
Graphik eines Spektrums für
eine Lampe mit einem Mangel im roten Bereich ist,
-
4 eine
Graphik eines durch herkömmliche
gleichspannungsgetriebene Lampen erzeugten roten, grünen und
blauen Farbgamuts ist,
-
5 eine
Graphik der durch eine gepulste rote Lampe gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugten Farbfilter ist, und
-
6 eine
Graphik des durch die vorliegende Erfindung bei Verwendung einer
gepulsten roten Lampe erzeugten Farbgamuts ist.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Wenngleich
aus Erläuterungs-
und Klarheitsgründen
ein bevorzugtes Abbildungssystem in einigen Einzelheiten mit Bezug
auf einen räumlichen
Liohtmodulator vom DMD-Typ beschrieben wird, sollte keine Beschränkung auf
die Verwendung dieses spezifischen Lichtventiltyps abgeleitet werden,
weil die der Erläuterung
dienenden Ausführungsformen
auch auf andere Lichtventil-Abbildungssysteme
anwendbar sind, welche LCD-Abbildungssysteme einschließen, jedoch
nicht auf diese beschränkt
sind.
-
Mit
Bezug auf 1 ist ein Blockdiagramm eines
sequenziellen Farbabbildungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung allgemein bei 10 dargestellt.
Das Abbildungssystem 10 weist wie dargestellt eine impulsgetriebene
Lampensteuereinrichtung und Leistungsversorgung 12 mit
zwei gepulsten Treiberausgängen 14 und 16 auf.
Die Lampensteuereinrichtung und Leistungsversorgung 12 liefert
als Funktion eines auf einer Eingangsleitung 18 bereitgestellten
Zeitsignals Lampentreibersignale an den Eingängen 14 und 16. Ein
Videodatenformatierer 20 stellt das Zeitsignal auf der
Leitung 18 bereit, wobei das Zeitsignal mit einem Radpositionssignal
synchronisiert ist, das vom Videodatenformatierer 20 auf
einer Ausgangsleitung 22 bereitgestellt oder alternativ
empfangen wird. Das auf der Leitung 18 bereitgestellte
Zeitsignal ist mit der Position der Farbsegmente 24 eines
Farbrads 26 synchronisiert, das beispielsweise rote, grüne und blaue
Farbsegmente aufweist. Insbesondere wird ein Signal in der Art der
ansteigenden Flanke eines Impulses oder ein anderes äquivalentes
Signal vom Videodatenformatierer erzeugt, wenn das rote Farbsegment 24 positioniert
ist, um das einfallende erzeugte Licht zu färben. Der Videodatenformatierer 20 steuert
einen Gleichspannungs-Schrittmotor 30, um das Farbrad 26 präzise mit
60 Drehungen je Sekunde zu drehen, was 60 Rahmen je Sekunde der
auf der Eingangsleitung 32 bereitgestellten Videodaten
entspricht. Alternativ kann ein optischer Sensor bereitgestellt
werden, falls dies erwünscht
ist, um eine Markierung an dem Rad 26 in der Nähe des roten
Segments zu erfassen, um weiter festzustellen, wann das rote Segment 24 beleuchtet
wird.
-
Eine
erste Projektionsbogenlampe 40 wird, wie dargestellt, durch
den von der gepulsten Leistungsversorgung 12 bereitgestellten
gepulsten Treiberausgang 14 impulsgetrieben. Die erste
Lampe 40 wird verwendet, um schließlich rotes Licht zu erzeugen.
Insbesondere erzeugt die Lampe 40 weißes Licht für ein dichroitisches Filter
oder einen Strahlteiler 46. Dieser Strahlteiler reflektiert
die rote Komponente des einfallenden Lichts in Richtung einer ersten
Kondensorlinse 48 und lässt
die blaue und die grüne
Komponente des weißen
Lichts durch. Die Lampe 40 wird nur dann impulsgetrieben,
wenn das rote Segment 24 des Farbrads 26 beleuchtet
wird.
-
Unter
weiterem Bezug auf 1 sei bemerkt, dass eine zweite
Projektionsbogenlampe 50 bereitgestellt ist, um schließlich blaues
und grünes Licht
zu erzeugen. Die Lampe 50 wird durch den gepulsten Treiberausgang 16 impulsgetrieben.
Die Lampe 50 erzeugt weißes Licht und lenkt dieses
zum Strahlteiler 46, während
die grüne
und die blaue Komponente des einfallenden Lichts von diesem durchgelassen
werden, wobei die rote Komponente des Lichts von der Linse 48 weg
reflektiert wird. Die Lampe 50 wird durch die gepulste
Leistungsversorgung 12 getrieben und erzeugt nur dann Licht,
wenn das blaue und das grüne
Segment 24 des Farbrads 26 weiterbewegt werden,
so dass sie das einfallende Licht färben, welches von der optischen
Linse 48 darauf fokussiert wird.
-
Die
an dem Rad 26 bereitgestellten Mehrfarbsegmente 24 sind
typischerweise rot, blau und grün.
Bei manchen Anwendungen werden zwei Farbsegmente jeder Farbe bereitgestellt,
so dass sich insgesamt sechs Farbsegmente ergeben. Bei einer anderen
alternativen Anwendung können
Farbsegmente verschiedener Farben verwendet werden, wie Klar, Gelb
und Blau oder Gelb, Gelb und Blau, falls dies erwünscht ist.
Der Vorteil der Verwendung dieser Farbsegmente für ein Farbrad besteht darin,
dass die Beschichtungen leichter herzustellen sind und daher kostengünstiger
sind. Wenn die rote Lampe 40 durch die Leistungsversorgung 12 gepulst
eingeschaltet wird, wird entweder ein klares Segment oder ein gelbes
Segment des Farbrads 25 verwendet, um rotes Licht durchzulassen.
Wenn die blaugrüne
Lampe 50 durch die Leistungsversorgung 12 gepulst
eingeschaltet wird, wird das blaue Segment des Farbrads 26 zum
Durchlassen roten Lichts verwendet. Wenn die blaugrüne Lampe 50 durch
die Leistungsversorgung 12 gepulst eingeschaltet wird,
wird das blaue Segment des Farbrads 26 verwendet, um blaues Licht
durchzulassen, und das gelbe Segment verwendet, um grünes Licht
durchzulassen. Demgemäß kann die
rot-grün-blaue
Farbe durch ein klar-gelb-blaues
oder ein gelb-gelb-blaues Farbrad ersetzt werden. Falls drei Farbsegmente
bereitgestellt werden, wird jedes Segment 1/180 einer Sekunde oder
einmal in jedem Videorahmen beleuchtet. Falls sechs Farbsegmente
verwendet werden, wird jedes Segment 1/360 einer Sekunde beleuchtet,
wobei jedes Farbsegment wiederum einmal in jedem Videorahmen beleuchtet
wird.
-
Das
vom Farbrad 26 erzeugte farbige Licht 52 wird
wie dargestellt zu einer zweiten Kondensorlinse 54 durchgelassen
und auf einen Lichtreflektor 56 fokussiert. Das farbige
Licht 52 wird durch den Reflektor 56 vorzugsweise
auf ein Prisma 60 mit innerer Totalreflexion (TIR-Prisma)
gerichtet. Das Prisma 60 reflektiert das farbige Licht
zu Abbildungszwecken zu einem Lichtventil 62 in der Art
einer DMD, einer LCD oder einem anderen geeigneten Lichtventil.
Es sei bemerkt, dass die Verwendung des Reflektors 56 und des
Prismas 60 nicht erforderlich ist, jedoch erwünscht ist,
um eine Kompaktheit des Systems zu erreichen. Das Lichtventil 62 bildet
die Sequenz farbigen Lichts getrennt entsprechend einem Videodatensignal
auf der Leitung 64 ab, welches durch Farbrahmendaten mit
der Position des Farbrads 26 koordiniert ist. Wenn das
Lichtventil 62 mit einer gegebenen Farbe beleuchtet wird,
um ein Farbunterfeld zu erzeugen, entspricht das Videodatensignal
auf der Leitung 64 der Farbe des vom Ventil 62 modulierten Lichts.
Dieses abgebildete Licht wird zum TIR-Prisma 60 zurückreflektiert,
wobei das Prisma 60 das abgebildete Licht auf eine Projektionslinse 66 richtet
und das Licht schließlich
auf eine Bildebene in der Art eines Anzeigeschirms 68 fokussiert.
Das Auge fügt
die drei vom Ventil 62 erzeugten sequenziellen Farbunterfelder
zu einem Vollbewegungs-Vollfarb-Video zusammen.
-
Mit
Bezug auf 2 sei bemerkt, dass die erste
oder rote Lampe 40 durch ein gepulstes Treibersignal angesteuert
wird, das durch Wellenformen 80 dargestellt ist. Die zweite
Lampe 50 oder die blaugrüne Lampe wird durch ein als
Wellenform 82 dargestelltes gepulstes Signal angesteuert.
Die Wellenformen 80 und 82 werden jeweils durch
das auf der Leitung 18 erzeugte Zeitsignal 86 zeitlich
festgelegt. Die rote Lampe wird so angesteuert, dass der Spitzenleistungspegel
der Wellenform 80 während
1/3 eines Videorahmens, d.h. 1/180 einer Sekunde, drei Mal so groß ist wie
der durchschnittliche Spitzenleistungswert der zugeordneten Lampe 40.
Demgemäß wird die
Lampe 40 während
eines Videorahmens mit ihrem durchschnittlichen Leistungswert angesteuert. Ähnlich wird
die blaugrüne
Lampe 50 durch die Wellenform 82 mit einem Spitzenleistungspegel
impulsgetrieben, der während
2/3 eines Videorahmens, d.h. 1/90 einer Sekunde, 150% des durchschnittlichen Leistungswerts
der zugeordneten Bogenlampe 50 ist. Demgemäß wird die
zweite Lampe 50 auch während
eines Videorahmens mit ihrem durchschnittlichen Leistungswert angesteuert.
-
Durch
Ansteuern beider Lampen auf diese Weise werden mehrere erhebliche
Vorteile erreicht. Erstens liefern die zugeordneten Lampen eine
erheblich höhere
Ausgangsleistung, welche den durchschnittlichen Leistungswert der
Lampe übersteigt, wodurch
eine erhöhte
Helligkeit des schließlich
vom Lichtventil 62 abgebildeten und in der Bildebene 68 beobachteten
Lichts bereitgestellt wird. Das heißt, dass das abgebildete rote
Licht so erzeugt wird, dass seine Helligkeit drei Mal so groß ist wie
die Helligkeit des Lichts, das erhalten werden kann, wenn nur eine einzige
Lampe verwendet wird, die 100% der Zeit bei ihrem durchschnittlichen
Leistungswert angesteuert wird. Eine Erhöhung des abgebildeten blauen
und grünen
Lichts um 150% wird erreicht, indem die zweite Lampe mit ihrer Spitzenleistung
angesteuert wird, welche während
2/3 eines Videorahmens 50% höher ist
als ihr Durchschnittswert. Weil die beiden Lampen, die vorzugsweise
identisch sind, im roten Spektrum typischerweise mangelhaft sind,
ist die Helligkeit des nun für
die Abbildung verfügbaren
roten Lichts drei Mal höher,
während
nur zwei Lampen verwendet werden.
-
Die
farblichen Verbesserungen, die erzeugt werden, indem der rote Abschnitt
des Spektrums nach den hier offenbarten Lehren verstärkt wird,
sind in den 3, 4, 5 und 6 ersichtlich. Das
Spektrum für
eine im roten Bereich Mängel
aufweisende Lampe ist in 3 dargestellt. 4 zeigt die
erzeugten roten, grünen
und blauen Farbstufen, die durch die Entwurfsfarben erzeugt werden,
wenn das Lampenspektrum einer gleichstromgetriebenen Lampe durch
die dargestellten Farbfilter geführt
wird. Die sich ergebenden projizierten Farben sind recht gut gesättigt, der
Weißpunkt
des Entwurfs hat jedoch eine sehr hohe Farbtemperatur von 12429
K.
-
Dagegen
wird gemäß Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung durch Erhöhen
der Intensität
roten Lichts durch Pulsen der Lampe 40 die Amplitude des
durch das rote Segment hindurchtretenden Lichts in Bezug auf die
Amplitude des durch jedes von dem grünen und dem blauen Segment
hindurchtretenden Lichts verdoppelt, wie in 5 dargestellt
ist. Dieser Effekt ist in 5 als ein
Rotfilter mit erhöhter
Durchlässigkeit
für grünes und
blaues Licht dargestellt. Das Ergebnis besteht darin, dass die Farbstufe
die gleiche ist, wie jene, die durch die Entwurfsfarben in 6 dargestellt
ist. Die Farbtemperatur nimmt jedoch auf vernünftigere 9182 K ab.
-
Jede
der Projektionslampen 40 und 50 wird vorzugsweise
bei einem konsistenten Leistungspegel angesteuert (d.h. mit ihrem
Nennleistungspegel) und weist demgemäß eine ausreichende Lebensdauer
auf. Die erläuterten
Ausführungsformen
ermöglichen
eine bessere Bildhelligkeit und einen besseren Farbausgleich als
ein System mit einer einzigen Lichtquelle, und sie verwenden ein
einziges Lichtventil. Die Architektur ist einfach und weniger kostspielig als
ein System, bei dem drei Lichtquellen verwendet werden.
-
Wenngleich
bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurden, bei denen
ein Farbrad verwendet wird, könnten
auch andere Farbfiltersysteme verwendet werden, um das Licht zu
färben,
wie Flüssigkristallvorrichtungen
(LCD) oder sogar DMD, und es sollte demgemäß keine Beschränkung auf
die Verwendung eines Farbrads abgeleitet werden, weil auch andere Farbgebungssysteme
geeignet sind. Grob gesagt, sollen die offenbarten Ausführungsformen
der Erfindung ein zwei Lampen aufweisendes Beleuchtungssystem einschließen, das
mit einem Farbfilter und einem einzigen Lichtventil synchronisiert
ist, um einen besseren Farbausgleich und eine bessere Helligkeit zu
erzielen.
-
Wenngleich
die Erfindung mit Bezug auf eine spezifische bevorzugte Ausführungsform
beschrieben wurde, werden Fachleuten beim Lesen der vorliegenden
Anmeldung viele Abänderungen
und Modifikationen einfallen.