EA003871B1 - Видеопроекционная система - Google Patents

Abstract

Видеопроекционная система содержит вращающийся диск (31), имеющий направляющие свет элементы (35), проходящие радиально относительно него и в спиралеобразной конфигурации вдоль периферии диска (31) и по количеству соответствующие количеству строк, подлежащих развертке на экране (48), причем расположенные так, что когда диск (31) вращается, пучок света направляется через последовательные элементы (35), которые заставляют пучок разворачиваться по экрану (48).

Description

Данное изобретение относится к видеопроекционной системе.

В патенте № XVО 95/03675 описана видеопроекционная система, содержащая устройство для формирования цветового пучка светового излучения, окрашенного в соответствии с видеосигналом, и устройство для строчной развертки пучка по экрану, в результате чего на экране формируется изображение.

Система включает в себя диск, предназначенный для вращения на оси, проходящей через центр диска и под прямым углом к плоскости диска, причем диск имеет ряд плоских зеркальных граней, проходящих вдоль окружности диска по его периферийной поверхности, и плоское зеркало, предназначенное для вращения относительно оси, проходящей через плоскость зеркала и параллельно диаметру диска, для приема пучка светового излучения, отраженного от последовательных зеркальных граней во время вращения диска.

Проблема такой известной видеопроекционной системы состоит в том, что к функциям, требуемым для возможности вращения плоского зеркала, предъявляются очень высокие требования, и они не достижимы на основании сегодняшней технологии и маловероятно, что будут достигнуты в ближайшем будущем.

Настоящее изобретение отличается тем, что видеопроекционная система включает в себя диск, несущий множество направляющих свет элементов, проходящих радиально относительно диска и расположенных на расстоянии друг от друга в угловом направлении в плоскости диска, и каждый элемент проходит под углом к плоскости диска в соответствующей плоскости, перпендикулярной плоскости диска, таким образом, что каждый элемент проецирует соответствующую одну из строк, осуществляющих развертку видеоизображения на экране.

В видеопроекционной системе в соответствии с настоящим изобретением не требуется плоское зеркало с возможностью вращения.

Ниже приведено описание одного способа осуществления изобретения, представленное только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На чертежах:

на фиг. 1 представлено схематическое изображение вида в вертикальном разрезе, отображающего общее представление видеопроекционной системы в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 представлен схематический перспективный вид системы согласно фиг. 1;

на фиг. 3 - схематический вид в вертикальном разрезе предпочтительного варианта осуществления видеопроекционной системы в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 4 - представлен схематический перспективный вид варианта осуществления системы согласно фиг. 3;

на фиг. 5 - схематический вид в вертикальном разрезе другого варианта осуществления видеопроекционной системы в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 6 представлен схематический перспективный вид варианта осуществления системы согласно фиг. 5;

на фиг. 7 - схематический вид в вертикальном разрезе другого варианта осуществления видеопроекционной системы в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 8 представлен схематический перспективный вид варианта осуществления системы согласно фиг. 7.

Рассмотрим фиг. 1 и 2, которые являются схематическими концептуальными представлениями видеопроекционной системы 10, согласно настоящему изобретению, содержащей диск

11, который предназначен для вращения на оси

12, проходящей через центр диска 11 и под прямым углом к плоскости диска. В этом отношении диск 11 закреплен на валу 13 двигателя 14, причем центральная продольная ось вала 13 коаксиальна с осью 12. Диск 11 имеет множество смонтированных на нем направляющих свет элементов 15, проходящих радиально относительно диска 11 по краю, проходящему вдоль периферии диска 11. Элементы 15 расположены в группах 16, и элементы 15 в каждой группе 16 сложены в стопку один над другим в соответственных радиальных плоскостях диска 11 и проходят под определенными углами относительно плоскости диска 11 в соответственных плоскостях. Плоскости, содержащие группы 16, расположены под углом на равных расстояниях друг от друга на всем протяжении охвата в 360° плоскости диска 11.

Система 10 включает в себя множество компонентных групп 11, каждая из которых содержит три источника 18, 19 и 20 лазерного излучения для обеспечения, соответственно, красного, зеленого и синего цветов видеосигнала, соответствующие модуляторы 21, 22 и 23 для модуляции интенсивности пучков светового излучения, которые испускаются из источников 18-20 светового излучения, плоское зеркало 24 и два плоских дихроичных зеркала 25 и 26 для объединения в один пучок светового излучения пучков модулированного светового излучения, и зеркало 27 для отражения объединенных пучков светового излучения. Набор зеркал 27, соответствующих соответственным компонентным группам 17, сложен в стопку в местоположении относительно диска 11, расположенном на расстоянии внутри от края диска 11, содержащего группы 16 направляющих свет элементов.

Система 10 также включает в себя оптическую систему, показанную в общем ссылочной позицией 28, для увеличения горизонтального угла проекции, причем оптическая система 28 расположена напротив набора зеркал 27 и рядом с периферией диска 11, а также экран 29.

Систему 10 можно приспособить для осуществления развертки 625 строк на экране 28 за каждую 1/25 с, где 25 является количеством изображений за секунду, содержащихся в видеосигнале. Для достижения вышеуказанного результата на диске 11 размещают 125 групп 16, каждая из которых содержит 5 направляющих свет элементов 15 (хотя на фиг. 2 для ясности показаны только 25 групп 16), причем каждая группа 16 расположена под углом 2,88° в плоскости диска 11 относительно соседней группы

16, а угловое расположение элементов 15 в их соответственных радиальных плоскостях относительно плоскости диска 11 рассчитывают таким образом, чтобы проецировать свет под углом относительно плоскости диска 11 согласно формуле:

+ 9-(Л/-1)х--- градусов

624 где N - номер позиции направляющего свет элемента 15 в диапазоне от 1 до 625, начиная от самого верхнего направляющего свет элемента 15.

Направляющие свет элементы 15, каждый из которых может быть световым стержнем, волноводом, резонатором, линзой или любой их комбинацией, фактически обеспечивают спиралеобразную структуру из 625 элементов 15 в течение 5 последовательных оборотов диска 11. Скорость двигателя 14 составляет 125 оборотов в секунду.

Поскольку в каждой группе 16 имеется 5 направляющих свет элементов 15, имеется 5 компонентных групп 17, каждая из которых связана с соответствующим одним из 5 элементов 15 каждой группы 16. Компонентные группы 17 управляют работой направляющих свет элементов 15, когда каждый из элементов 15 перемещается между зеркалами 27 и оптической системой 28, сигналы переключаются от одной группы 17 к другой после каждого поворота диска 11, пока не завершатся пять оборотов диска 11, когда последовательность повторяется.

Должно быть понятно, что вместо имеющихся 5 компонентных групп 17 может быть обеспечена только одна компонентная группа

17, которая может направлять объединенный световой пучок к соответствующему уровню направляющих свет элементов 15.

Рассмотрим теперь фиг. 3 и 4 чертежей, на которых показан предпочтительный вариант осуществления видеопроекционной системы 30, содержащей диск 31, с возможностью вращения на оси 32, проходящей через его центр, посредством двигателя 33. Диск 31 обеспечен проходящим по окружности краем 34 с увеличенным размером поперечного сечения, а край 34 снабжен 625 направляющими свет элементами 35 в форме углублений, заключенных в материале, отражающем лазерное излучение, причем каждое изогнуто в плоскости, перпендикулярной плоскости диска, таким образом, чтобы проецировать световое излучение под углом в соответствии с описанной выше формулой, каждое проходит радиально относительно диска 31 и каждое проходит под углом 0,576 градуса друг к другу в плоскости диска 31. Угловое отношение направляющих свет элементов 35 друг к другу в их соответственных плоскостях, перпендикулярных плоскости диска 31, такое, что развертка элементов 35 через 360 градусов окружности диска 31 представляет собой конфигурацию спирали.

Система 30 включает в себя компонентную группу 36, содержащую три источника 37, 38 и 39 лазерного излучения для обеспечения, соответственно, красного, зеленого и синего цветов полного цветового видеосигнала, соответствующие модуляторы 40, 41 и 42 для модуляции интенсивности пучков светового излучения, которые испускаются из источников 37-39 светового излучения, плоское зеркало 43 и плоские дихроичные зеркала 44 и 45 для объединения в единый пучок светового излучения пучков модулированного светового излучения, и зеркало 46 для отражения объединенных пучков светового излучения.

Система 30 также включает в себя оптическую систему, показанную в общем ссылочной позицией 47, для увеличения горизонтального угла проекции оптической системы 30, расположенную напротив зеркала 46 и рядом с периферией диска 31, а также экран 48.

При работе двигатель 33 устанавливают для вращения диска 31 со скоростью 25 оборотов в секунду, а компонентная группа 36 функционирует таким образом, чтобы пучок света, отраженный зеркалом 46, направлялся через направляющие свет элементы 35, когда они последовательно проходят между зеркалом 46 и оптической системой 47. Спиралеобразная конфигурация направляющих свет элементов 35 обеспечивает развертку экрана 48 по 625 строк за оборот диска 31, а скорость вращения диска 31 гарантирует, что изображения, полученные на экране 48, соответствуют количеству изображений за секунду, содержащихся в видеосигнале.

Теперь рассмотрим фиг. 5 и 6, на которых показан вариант осуществления видеопроекционной системы 50, которая аналогична системе 30, показанной на фиг. 3 и 4, при этом для одних и тех же компонентов, показанных на фиг. 3 и 4, на фиг. 5 и 6 использованы такие же ссылочные позиции.

В системе 50 двигатель 33 расположен над диском 31 и подробно показаны компоненты одного возможного варианта осуществления оптической системы 47. Более конкретно, оптическая система 47 содержит тороидальное зеркало 51, которое направлено в противоположную сторону от диска 31 и имеет прорезь 52, вогнутое сферическое зеркало 53, обращенное к тороидальному зеркалу 51, и вогнутое цилиндрическое зеркало 54, обращенное к тороидальному зеркалу 51.

При работе видеопроекционной системы и во время вращения диска 31, пучок света, направленный через направляющие свет элементы 35, последовательно проходит через прорезь 52 к вогнутому зеркалу 53, где он отражается обратно на тороидальное зеркало 51. В тороидальном зеркале 51 пучок света отражается к вогнутому цилиндрическому зеркалу 54, где он снова отражается и проходит под диском 31 и принимается на экране 48 в виде пятна диаметром, равным по существу 2,5 мм.

Поскольку каждый направляющий свет элемент 35 перемещается на 0,576 градуса перед зеркалом 46, свет, проецируемый каждым направляющим свет элементом 35, перемещается слева направо по экрану 48 вдоль строки видеоизображения, соответствующей отдельному направляющему свет элементу.

В альтернативной видеопроекционной системе тороидальное зеркало 51 может быть расположено между зеркалом 46 и краем 34 диска 31.

Теперь рассмотрим фиг. 7 и 8 чертежей, на которых показан вариант осуществления видеопроекционной системы 55, которая является аналогичной системе 30, показанной на фиг. 3 и 4, и для одних и тех же компонентов, показанных на фиг. 3 и 4, на фиг. 7 и 8 использованы такие же ссылочные позиции.

В системе 55 более подробно показаны компоненты другого возможного варианта осуществления оптической системы 47. Более конкретно, оптическая система содержит плоское зеркало 56, которое направлено в противоположную сторону от диска 31 и имеет прорезь 57, вогнутое сферическое зеркало 58, обращенное к плоскому зеркалу 56, и отражающая поверхность плоского зеркала 56 расположена под углом 45 градусов к фокальной плоскости вогнутого сферического зеркала 58, тороидальное зеркало 59, расположенное под углом 45 градусов к отраженному от плоского зеркала 56 свету, и вогнутое цилиндрическое зеркало 60, обращенное к тороидальному зеркалу 59.

При работе видеопроекционной системы и во время вращения диска 31 пучок света, направленный через направляющие свет элементы 35, последовательно проходит через прорезь 57 к вогнутому зеркалу 58, где он отражается обратно на плоское зеркало 56. В плоском зеркале 56 пучок света отражается на тороидальное зеркало 59, где он отражается на вогнутое цилиндрическое зеркало 60, в котором он снова отражается, проходит под диском 31 и принимается на экране 48 в виде пятна диаметром, равным по существу 2,5 мм.

Должно быть понятно, что видеопроекционную систему в соответствии с настоящим изобретением можно приспособить для осуще ствления развертки другого количества строк на изображение, отличающегося от 625. Например, если количество подлежащих развертке строк равно 525, диск должен быть обеспечен соответствующим количеством направляющих свет элементов.

Должно быть также понятно, что вместо обеспечения модуляторами для модуляции интенсивности света, выходящего из источников светового излучения, источники светового излучения могут быть модулированы с помощью непосредственного модулирования электрических токов на входе источников светового излучения.

Кроме того, должно быть понятно, что термин зеркало может включать в себя блок из материала, отражающего лазерное излучение, типа окиси магния.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Видеопроекционная система, содержащая устройства (36, 46) для формирования цветовых пучков светового излучения, окрашенных в соответствии с видеосигналом, и устройства (31, 35) для строчной развертки пучков по экрану (48), таким образом формируя на экране (48) изображения, при этом видеопроекционная система (30) также включает в себя диск (31), предназначенный для вращения на оси (32), проходящей через центр диска (31) и под прямым углом к плоскости диска (31), причем указанная система (30) также включает в себя устройство для увеличения горизонтального угла проекции, отличающаяся тем, что диск (31) несет множество направляющих свет элементов (35), проходящих радиально относительно диска (31) и расположенных на расстоянии друг от друга в угловом направлении в плоскости диска (31), и каждый элемент (35) проходит под углом к плоскости диска (31) в соответствующей плоскости, перпендикулярной плоскости диска (31), таким образом, что каждый элемент (35) проецирует соответствующую одну из строк, осуществляя развертку видеоизображения на экране (48), при этом устройство для увеличения горизонтального угла проекции включает в себя комбинацию зеркал для приема пучка света от направляющего свет элемента (35) и для отражения пучка света на экран (48), причем упомянутая комбинация зеркал включает в себя тороидальное зеркало.
2. 2. Видеопроекционная система по п.1, отличающаяся тем, что комбинация зеркал (51, 53, 54) включает в себя вогнутое сферическое зеркало (53) для отражения пучка света из направляющего свет элемента (35), тороидальное зеркало (51) для отражения пучка света от вогнутого сферического зеркала (53) и вогнутое цилиндрическое зеркало (54) для отражения пучка света от тороидального зеркала (51) на экран (48).
3. 3. Видеопроекционная система по п.2, отличающаяся тем, что в тороидальном зеркале (51) выполнена прорезь (52), которая расположена так, чтобы пучок света, падающий на вогнутое сферическое зеркало (53), проходил через прорезь (52).
4. 4. Видеопроекционная система по п.1, отличающаяся тем, что комбинация зеркал (56, 58, 59, 60) включает в себя вогнутое сферическое зеркало (58) для отражения пучка света из направляющего свет элемента (35), плоское зеркало (56) для отражения пучка света от вогнутого сферического зеркала (58), тороидальное зеркало (59) для отражения пучка света от плоского зеркала (56) и вогнутое цилиндрическое зеркало (60) для отражения пучка света от тороидального зеркала (59) на экран (48).
5. 5. Видеопроекционная система по п.4, отличающаяся тем, что в плоском зеркале (56) выполнена прорезь (57), которая расположена так, чтобы пучок света, падающий на вогнутое сферическое зеркало (53), проходил через прорезь (57).
6. 6. Видеопроекционная система по п.2 или 3, отличающаяся тем, что тороидальное зеркало расположено между направляющими свет элементами (35) и осью вращения (32) диска (31).
7. 7. Видеопроекционная система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что направляющие свет элементы (35) расположены в единой спиралеобразной конфигурации.
8. 8. Видеопроекционная система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что устройства (36, 46) для формирования цветового пучка светового излучения, окрашенного в соответствии с видеосигналом, включают в себя набор дихроических зеркал (44, 45) для объединения набора пучков модулированного светового излучения, с целью формирования цветового пучка светового излучения.