NL1025825C2 - Kleuren-verschuifbaar projectiesysteem. - Google Patents

Description

Titel: Kleuren-verschuifbaar projectiesysteem

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding roept prioriteit in van Koreaanse octrooiaanvrage nr. 2003-33240, ingediend op 24 mei 2003 bij het Koreaanse Bureau voor Intellectuele eigendom, en het voordeel van voorlopige Amerikaanse 5 octrooiaanvrage nr. 60/457,919, ingediend op 28 maart 2003, bij het Amerikaans Octrooi- en Merkenbureau, welke hierin in hun geheel zijn opgenomen door verwijzing.

Achtergrond van de uitvinding

De huidige uitvinding heeft betrekking op een projectiesysteem, en 10 meer in het bijzonder, op een kleuren-verschuifbaar projectiesysteem.

Beschrijving van de gerelateerde Stand van de Techniek

Bij conventionele projectiesystemen die beeldinformatie aan mensen aanbieden, wordt een lichtklep, zoals een vloeibaar kristalscherm (LCD) of een digitale micro-spiegel inrichting (DMD) gebruikt om het 15 schakelen uit te voeren voor hoge-snelheid informatieverwerking. De lichtklep regelt de aan/uit operatie van licht dat wordt uitgestraald door een lichtbron (bv. een hoog-vermogen lamp) op een pixel-voor-pixel basis en vormt een beeld. Een vergrotend optisch projectiesysteem verschaft het beeld op een groot scherm. Projectiesystemen worden geclassificeerd als 3-20 paneel projectiesystemen of als één-paneel projectiesystemen, afhankelijk van het aantal lichtkleppanelen dat wordt gebruikt. Ontwerpers van projectiesystemen hebben geprobeerd om een hoge luminantie te verschaffen voor een groot scherm bij het toepassen van een enkel paneel om de problemen geassocieerd met gecompliceerde en dure optische 25 systemen op te lossen.

Bij conventionele één-paneel kleurenprojectiesystemen wordt wit licht dat wordt uitgestraald door een wit-lichtbron gescheiden in R, G en B kleurenbundels door middel van een kleurenwiel, en worden de drie 1025825- 2 kleurenbundels achtereenvolgens naar een enkele lichtklep gestuurd. De lichtklep werkt en vormt beelden volgens de opeenvolging van ontvangen kleurenbundels.

Deze algemeen één-paneel kleurenprojectiesystemen hebben 5 kleinere optische systemen dan drie-paneel kleurenprojectiesystemen, waarin verschillende kleuren worden verkregen door middel van een optisch separatie/combinatiesysteem en waarin beelden van verschillende kleuren worden gemaakt met drie lichtkleppen. Deze één-paneel kleurenprojectiesystemen verschaffen echter slechts 1/3 van de optische 10 eficiëntie van de drie-paneel kleurenprojectiesystemen omdat een kleurenwiel wordt gebruikt.

Een kleuren-verschuif methode is ontworpen om de optische efficiëntie van één-paneel kleurenprojectiesystemen te vergroten. Het gebruik van de kleuren-verschuif methode staat toe dat een één-paneel 15 kleurenprojectiesystem de lichtefficiëntie heeft van een drie-paneel kleurenprojectiesysteem.

Volgens de kleuren-verschuif methode wordt wit licht gescheiden in R, G en B kleurenbundels, en worden de driekleurenbundels simultaan naar verschillende locaties op een lichtklep gestuurd om R, G en B kleurbalken te 20 vormen. Aangezien een beeld niet kan worden geproduceerd totdat elk van de R, G en B kleurenbundels elk van de pixels van de lichtklep bereiken, worden de kleurbalken met een constante snelheid bewogen door kleuren-verschuifmiddelen.

Fig. 1 toont een conventioneel kleuren-verschuif projectiesysteem, 25 zoals geopenbaard in internationale publicatie nr. WO 02/085031 Al. Zoals getoond in Fig. 1, wordt licht dat is uitgezonden door een lichtbron 12 gescheiden in eerste, tweede en derde kleurenbundels (d.w.z. R, G, en B kleurenbundels) door een kleurenscheider 14. De eerste, tweede en derde kleurenbundels lopen respectievelijk langs paden 15a, 15b en 15c. Scanners 30 16a, 16b en 16c zijn geïnstalleerd in respectievelijk de paden 15a, 15b en 1025825- 3 15c. Verwijzingscijfer 18 geeft een kleurencombinator weer, en verwijzingscijfer 20 geeft een polarisatie-bundelscheider weer.

Elk van de scanners 16a, 16b en 16c omvat een prisma (niet getoond) dat is geïnstalleerd op de as van een motor (niet getoond). Wanneer 5 het prisma wordt geroteerd door de motor, worden R, G en B kleurbalken die zijn gevormd op een lichtklep 2, verschoven.

zoals hierboven beschreven, wanneer drie prisma's worden geroteerd, bewegen de R, G en B kleurbalken op de lichtklep 22. Wanneer beeldinformatie voor elk pixel van de lichtklep synchroon met een beweging 10 van de R, G en B kleurbalken wordt verwerkt, wordt een kleurenbeeld gevormd. Het kleurenbeeld wordt vergroot door een projectielens 24 en geprojecteerd op een scherm 10.

Aangezien het conventionele één-paneel projectiesysteem drie prisma's individueel roteert om het verschuiven van kleuren uit te voeren,

15 moet de lichtklep synchroon met het verschuiven van de R, G en B

kleurbalken worden aangedreven, afhankelijk van een rotatie van de drie afzonderlijke prisma's. Het regelen van de synchronisatie is daarom niet eenvoudig. Verder is, omdat de prisma's cirkelvormige bewegingen maken, de kleurenregelsnelheid van de prisma's onregelmatig, dientengevolge de 20 kwaliteit van het resulterende beeld verminderend.

Additioneel wordt veel geluid gegenereerd door de drie motoren die de drie prisma's roteren. De vervaardigingskosten van bovenbeschreven conventionele kleuren-verschuif projectiesysteem zijn hoger dan die van een projectiesysteem met een kleurenwiel met slechts één motor.

25 Ook, aangezien het hierboven beschreven conventionele kleuren- verschuif projectiesysteem verschillende lichtpaden gebruikt voor verschillende kleuren en voorts een component omvat voor het recombineren van de verschillende kleuren, is het optische systeem groter, en is het samenbouwen daarvan gecompliceerd.

30 1025825- 4

De huidige uitvinding verschaft een kleuren-verschuif projectiesysteem dat compacter kan worden uitgevoerd en eenvoudig een veelvoud van kleurbalken gesynchroniseerd met het beeldsignaal dat wordt aangebracht op een lichtklep kan verschuiven omdat de kleurbalken met 5 een constante snelheid worden verschoven door het gebruik van een enkele verschuifeenheid.

Het kleuren-verschuif projectiesysteem omvat een lichtbron, een kleurenscheider, een kleurenscanner, een lichtklep en een regelschakeling. De lichtbron genereert licht en zendt dat uit. De kleurenscheider scheidt een 10 inkomende lichtbundel volgens kleur. De kleurenscanner omvat een verschuifeenheid en een aandrijfbron voor het roteren van de verschuifeenheid, zodat een veelvoud van kleurbalken wordt verschoven. De verschuifeenheid omvat ten minste een lens-cel en converteert een rotatie van de ten minste ene lens-cel in een rechtlijnige beweging van een gebied 15 van de lens-cel waar doorheen licht passeert. De lichtklep verwerkt een veelvoud van kleurbalken die zijn gescheiden door de kleurenscheider en verschoven door de kleurscanner volgens een invoer-beeldsignaal en vormt een kleurenbeeld. De regelschakeling verricht optisch scannen van ten minste een van het veelvoud van kleurbalken in fase met een elektrisch 20 scannen van de lichtklep door een beeldsignaal. De kleurbalken worden op de lichtklep gevormd ten gevolge van een rotatie van de verschuifeenheid.

De regelschakeling kan een aandrijfbronregelaar omvatten die de aandrijfbron regelt, zodanig dat het optisch scannen van de ten minste ene kleurbalk in fase is met het elektrisch scannen. Dit wordt bereikt door de 25 rotatie van de aandrijfbron aan te passen volgens een faseverstelwaarde die een faseverschil weergeeft tussen het optisch scannen en het elektrisch scannen.

De regelschakeling kan voorts een referentie-fasegenerator omvatten die een referentie-fasesignaal genereert en het referentie-30 fasesignaal aan de lichtklep verschaft. Het elektrisch scannen van de 1025825- 5 lichtklep kan worden uitgevoerd op basis van het referentie-fasesignaal en de faseverstelwaarde kan worden bepaald op basis van het refereritie-fasesignaal.

De faseverstelwaarde kan worden bepaald door de stappen van: het 5 elektrisch scannen van beeldinformatie voor alle kleuren op de lichtklep op basis van het referentie-fasesignaal; het scannen van het veelvoud van kleurbalken op de lichtklep op basis van het referentie-fasesignaal; en het aanpassen van de scanfase van de kleurbalken op de lichtklep totdat elke kleurbalk alleen wordt gemoduleerd door beeldinformatie die 10 correspondeert met die specifieke kleur.

De faseverstelwaarde kan worden opgeslagen in een niet-vluchtig geheugen om toegankelijk te zijn voor de aandrijfbronregelaar.

De ten minste ene lens-cel van de verschuifeenheid kan spiraalvormig gevormd zijn.

15 De ten minste ene lens-cel van de verschuifeenheid kan een cilinderlens zijn.

De verschuifeenheid kan een schijf zijn.

Het aantal spiraalvormige lenzen kan ten minste vier zijn.

Wanneer de verschuifeenheid roteert, kan een gebied van een 20 lenzenreeks waar doorheen licht passeert naartoe of weg van een rotatiecentrum van de verschuifeenheid bewegen.

De bovenstaande en andere kenmerken en voordelen van de huidige uitvinding zullen duidelijker worden door voorbeeld-25 uitvoeringsvormen daarvan in detail te beschrijven onder verwijzing naar de bij gevoegde tekeningen waarin:

Fig. 1 een schematisch diagram is van een conventionele kleurenverschuif projectiesysteem, geopenbaard in internationale publicatie nr. WO 02/085031 Al; 1025825- 6

Fig. 2 een schematisch diagram is van een kleurenverschuif projectiesysteem volgens een voorbeeld-uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding;

Fig. 3 een frontaal aanzicht is van de verschuifeenheid van Fig. 2; 5 Fig. 4 een doorsnede is van lens-cellen van de verschuifeenheid van

Fig. 2; I

Fig. 5 een perspectivisch aanzicht is van een alternatieve verschuifeenheid volgens de voorbeeld-uitvoeringsvorm van Fig. 2;

Fig. 6A de breedte van een bundel illustreert die wordt uitgestraald 10 door een lichtbron en op een verschuifeenheid valt zonder verandering in breedte;

Fig. 6B de breedte van een bundel illustreert die wordt uitgestraald door een lichtbron, in breedte wordt gereduceerd door een eerste cilinderlens en dan op een verschuifeenheid valt; 15 Fig. 7 een blokdiagram is van een regelschakeling in het kleurenverschuif projectiesysteem van Fig. 2;

Fig. 8 het verschuiven van kleuren toont in het projectiesysteem van Fig. 2; en

Fig. 9 een frontaal aanzicht is van een andere alternatieve 20 verschuifeenheid volgens de voorbeeld-uitvoeringsvorm van Fig. 2.

Verwijzend naar Fig. 2 omvat een projectiesysteem volgens een voorbeeld-uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding een lichtbron 100, een kleurenscheider 120, een kleurenscanner 109, een lichtklep 140, en een 25 regelschakeling 170. De lichtbron 100 straalt licht uit en de kleurenscheider 120 scheidt invallend licht volgens kleur. De kleurenscanner 109 omvat een verschuifeenheid 110, die een veelvoud van kleurbalken verschuift, en een aandrijfbron 115, die de verschuifeenheid 110 roteert. De lichtklep 140 verwerkt licht dat daarop valt volgens een ontvangen beeldsignaal, daardoor 30 een kleurenbeeld vormend. De regelschakeling 170 regelt het optisch 1075825- 7 scannen van ten minste een van een veelvoud van kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep 140 ten gevolge van de rotatie van de verschuifeenheid 110, zodat het optisch scannen in fase wordt gehouden met het elektrisch scannen van de lichtklep 140, hetgeen wordt geregeld door 5 een invoer beeldsignaal. De lichtbron 100, de kleurenscheider 120 en de kleurenscanner 109 vormen een belichtingssysteem.

De lichtbron kan een lamp zijn die wit licht uitzendt. De lichtbron 100 omvat, zoals geïllustreerd, een lamp 101, voor het genereren van in hoofdzaak ongepolariseerd wit licht en een reflectiespiegel 103, voor het 10 reflecteren van het licht dat is uitgezonden door de lamp 101 en voor het leiden van het pad van het gereflecteerde licht. De reflectiespiegel 103 kan een elliptische spiegel zijn waarvan het eerste brandpunt de positie van de lamp 101 is en waarvan het tweede brandpunt een punt is waar licht wordt gefocusseerd. Als alternatief kan de reflectiespiegel 103 een parabolische 15 spiegel zijn die het licht dat wordt uitgezonden door de lamp 101 collimeert en parallel licht uitzendt. De reflectiespiegel 103 getoond in Fig. 2 is een parabolische spiegel.

In dit geval, dat wil zeggen, wanneer in hoofdzaak parallel licht wordt uitgezonden door de lichtbron 110, is tevens een lens 102 voorzien 20 voor het focusseren van het parallelle licht.

Het belichtingssysteem omvat voorts een collimator-lens 106 voor het collimeren van licht dat door de lens 102 wordt gefocusseerd en dan divergeert.

De collimator-lens 106 wordt gebruikt om de diameter van een 25 lichtbundel die wordt uitgezonden door de lichtbron te reduceren en is zodanig geplaatst dat een lichtbundel die wordt doorgelaten door de collimator-lens 106 een diameter heeft van ongeveer 1/5 van de diameter van de lichtbundel die door de lichtbron 100 wordt uitgezonden. Het installeren van de collimator-lens 106 draagt bij aan de algemene 30 miniaturisatie van het optische systeem.

1025825- 8

Een ruimtelijk filter 104, met daarin een sleuf, is voorts in het lichtpad geplaatst tussen de lichtbron 100 en de collimator-lens 106 om de divergentiehoek (of etendue) van licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 100 aan te passen. Het ruimtelijk filter 104 is bij voorkeur, maar 5 niet noodzakelijkerwijs, in het brandpunt van de lens 102 geïnstalleerd. Het ruimtelijk filter 104 is tevens bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, zodanig gevormd, dat de breedte van de sleuf kan worden ingesteld in een kleurscheidingsrichting of in een kleurenverschuifrichting.

Wanneer de reflectiespiegel 103 een elliptische spiegel is, wordt 10 convergerend licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 100 gefocusseerd op het tweede brandpunt van de elliptische spiegel 103 en divergeert vervolgens. De lens 102 wordt in dit geval derhalve niet gebruikt. De collimator-lens 106, voor het collimeren van het divergerende licht, wordt zodanig geplaatst, dat een bundel die wordt uitgezonden door de collimator-15 lens 106 een diameter heeft die ongeveer 1/5 is van de diameter van de bundel die wordt uitgezonden door de lichtbron 100. Het ruimtelijk filter 104 is in het tweede brandpunt van de elliptische spiegel 103 geplaatst.

Wanneer de etendue van het optische systeem of de divergentiehoek van het invallende licht door het ruimtelijk filter 104 wordt 20 aangepast zoals hierboven beschreven, kunnen de kleurbalken nauwkeurig worden gescheiden om daardoor de kwaliteit van het resulterende beeld te verbeteren. Licht van de lichtbron 100, dat divergeert met een hoek die groter is dan de acceptatiehoek van het optische systeem kan zorgen de kleurbalken ten dele overlappen. Het ruimtelijk filter 104 houdt daarom 25 licht tegen dat divergeert met een hoek die groter is dan de acceptatiehoek van het optische systeem, waardoor de kleurbalken adequaat kunnen worden gescheiden.

Wanneer een vloeibaar kristalscherm (LCD) wordt gebruikt als de lichtklep 140, kan een beeldsignaal vloeiend worden verwerkt door de 30 breedte van de sleuf van het ruimtelijk filter 104 aan te passen, waardoor de 1025825“ 9 afmeting van de kleurbalken wordt gereduceerd en zwarte balken worden gevormd. Meer specifiek, wanneer een LCD wordt gebruikt als de lichtklep 140 en kleurbalken achtereenvolgens worden verschoven, is het LCD mogelijk niet in staat om beeldsignalen die elke keer dat de kleurbalken 5 worden gewijzigd veranderen achtereenvolgend te verwerken. In dit geval is een tijdsperiode nodig tussen kleurbalken om elk van de beeldsignalen te verwerken. Om deze tijdsperiode te verkrijgen zijn zwarte balken nodig tussen naburige kleurbalken. De zwarte balken kunnen worden verkregen door de breedte van de sleuf van het ruimtelijk filter 104 adequaat aan te 10 passen.

Etendue geeft een optische behouden grootheid weer in een optisch systeem. Gegeven dat de lichtbron 100 een startpunt van het optische systeem is en de lichtklep 140 het object van het optisch systeem is, geldt dat wanneer de etendue van de lichtbron 100 groter is dan die van het 15 gehele optische systeem, de afmeting van kleurbalken wordt vergroot.

Kleuren kunnen derhalve vermengen aan de grenzen tussen kleurbalken. Anderzijds, wanneer de etendue van de lichtbron 100 kleiner is dan die van het gehele optische systeem, neemt de afmeting van de kleurbalken af en ontstaan zwarte balken tussen naburige kleurbalken. Aangezien het 20 ruimtelijk filter 104 de etendue kan aanpassen, kan vermenging van kleuren op de grenzen tussen kleurbalken worden verhinderd, en kunnen zwarte balken worden gevormd tussen naburige kleurbalken.

Het ruimtelijk filter 104 kan een andere structuur hebben, afhankelijk van zijn doel. Het ruimtelijk filter 104 kan, bijvoorbeeld, zijn 25 ingericht om de afmeting van elk van de kleurbalken afzonderlijk aan te passen, waardoor een kleurengamma wordt verbeterd en een kleurbalans wordt aangepast.

De kleurenscheider 120 omvat een veelvoud van dichroïsche filters, namelijk eerste, tweede en derde dichroïsche filters 120B, 120G en 120R, 1025825- 10 voor het op basis van golflengte scheiden van wit licht dat wordt uitgestraald door de lichtbron 100.

Fig. 2 toont een voorbeeld waarbij de kleurenscheider 120 eerste, tweede en derde dichroïsche filters 120B, 120G en 120R omvat, voor het 5 reflecteren van, respectievelijk, een blauwe (B) bundel, een groene (G) bundel en een rode (R) bundel, zodat wit licht dat is uitgestraald door de lichtbron 100 in B, G en R bundels wordt gescheiden. In Fig. 2 zijn de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van de kleurenscheider 120 parallel aan elkaar geïnstalleerd. De kleurenscheider 10 120 kan echter een andere structuur hebben.

De eerste, tweede en derde dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van de kleurenscheider 120 kunnen schuin zijn geplaatst onder verschillende hoeken ten opzichte van elkaar. De kleurenscheider 120 kan worden vervangen door een optische pijp die een veelvoud van dichroïsche 15 prisma's omvat, waarvan elke een dichroïsch filter omvat dat onder een hoek is geïnstalleerd ten opzichte van licht dat door de lichtbron 100 wordt uitgezonden en een invallende kleurenbundel reflecteert.

In Fig 2 is additioneel eveneens een prisma 121 opgenomen om invallend licht naar de kleuerenscheider 120 door te zenden, zonder het 20 lichtpad te wijzigen. Het prisma 121 is optioneel.

De kleurenscheider 120 die de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 120B, 120G en 120R omvat, ontvangt wit licht van de lichtbron 100. Het eerste dichroïsche filter 120B reflecteert een B bundel van het witte licht en laat een residuaire bundel van R en G licht door. Het tweede 25 dichroïsche filter 120G reflecteert de G bundel van de bundel die wordt doorgelaten door het eerste dichroïsche filterl20B en laat de R bundel door. Het derde dichroïsche filter 120R reflecteert de R bundel die wordt doorgelaten door het tweede dichroïsche filter 120G.

De volgorde waarin de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 30 120B, 120G en 120R zijn geplaatst kan variëren.

11

Het interval tussen naburige dichroïsche filters 120B, 120G en 120R is bepaald zodanig dat de B, G en R bundels die worden doorgelaten door de kleurenscheider 120 op een eerste vliegenooglens 131 vallen zonder met elkaar te vermengen.

5 Het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding gebruikt een enkel paneel en een kleurenverschuif-techniek, waardoor de lichtefficiëntie van een drie-panelen projectiesysteem wordt verkregen.

Volgens de kleurenverschuif-techniek wordt wit licht gescheiden in een veelvoud van kleurenbundels, bijvoorbeeld R, G en B bundels. De 10 kleurenbundels worden simultaan naar verschillende locaties op de lichtklep 140 gestuurd om een veelvoud van kleurbalken te vormen. De kleurbalken worden met een constante snelheid verschoven, zodat een veelvoud van kleurenbundels elk pixel van de lichtklep 140 kan bereiken, waardoor een kleurenbeeld wordt gevormd.

15 Wanneer het witte licht wordt gescheiden in de R, G en B bundels, moeten de R, G en B kleurbalken verschillende gebieden bereiken die elk corresponderen met in hoofdzaak 1/3 van het totale oppervlak van de lichtklep 140. Aangezien een beeld niet kan worden geproduceerd totdat alle van de R, G, B kleurenbundels elk pixel van een lichtklep bereiken, moeten 20 de kleurbalken met een constante snelheid worden bewogen door kleurenverschuifmiddelen.

Het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding omvat een enkele kleurenscanner 109, die de aandrijfbron 115 omvat voor het aandrijven van het kleurenverschuiven en de verschuifeenheid 110, die is 25 geïnstalleerd op de as van de aandrijfbron 115.

Het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding omvat voorts eerste en tweede vliegenooglenzen 131 en 135 die zijn geplaatst in het lichtpad tussen de verschuifeenheid 110 en de lichtklep 140. Een relaylens. 137 is voorts geïnstalleerd tussen de tweede vliegenooglens 135 en de 30 lichtklep 140.

1025825- 12

Het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding omvat voorts eerste en tweede cilinderlenzen 105 en 107 die respectievelijk voor en achter de verschuifeenheid 110 zijn geplaatst. De eerste cilinderlens 105 reduceert de breedte van een invallende lichtbundel, zodat een bundel die op de 5 verschuifeenheid 110 valt een doosvormige doorsnede heeft zoals getoond in Fig. 3. Dienovereenkomstig wordt, zoals hieronder zal worden beschreven, lichtverlies gereduceerd, en wordt de bundel die wordt doorgelaten door de verschuifeenheid 110 hersteld naar zijn originele breedte door de tweede cilinderlens 107.

10 Zoals getoond in Fig. 3 omvat de verschuifeenheid 110 ten minste een lens-cel 111. De verschuifeenheid 110 verschuift een veelvoud van kleurenbundels door een rotatie van de lens-cellen 111 om te zetten in de rechtlijnige beweging van een lenzenreeks die wordt gedefinieerd door een gebied van de lens-cellen 111 waar doorheen licht passeert.

15 In Fig. 3 is de verschuifeenheid 110 een schijf, waarop de ten minste ene lens-cel 111 spiraalvormig is aangebracht om een effect te verkrijgen waarbij een lenzenreeks van de lens-cellen 111 rechtlijnig beweegt tijdens een rotatie van de verschuifeenheid 110.

Zoals getoond in Fig. 3, zijn de lens-cellen 111, wanneer een reeks 20 van spiraalvormige lens-cellen 111 is gevormd op de als schijf te typeren verschuifeenheid 110, bij voorkeur aangebracht op gelijke intervallen en hebben identieke doorsneden.

Zoals getoond in Fig. 4 kunnen de spiraalvormige lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110 cilinderlenzen zijn met cirkelvormige 25 doorsneden. Als alternatief kunnen de lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110 optische brekingselementen of optische hologramelementen zijn.

Elk van de lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110 focusseert licht dat wordt uitgestraald door de lichtbron 100 en verschuift kleurbalken 30 bij een rotatie van de verschuifeenheid 110.

1025825- 13

Wanneer de verschuifeenheid 110 die de spiraalvorxnige lens-cellen 111 omvat, wordt geroteerd door de aandrijfbron 115, wordt de rotatie van de spiraalvormige lens-cellen 111 geconverteerd in een rechtlijnige beweging van de lenzenreeks zodat het verschuiven wordt uitgevoerd.

5 Meer specifiek, aangezien de lens-cellen 111 spiraalvormig zijn aangebracht lijkt het, wanneer de schijfvormige verschuifeenheid 110 met een constante snelheid met de klok mee wordt geroteerd, vanuit het gezichtspunt van de bundel L dat de cilinderlensreeks rechtlijnig naar buiten beweegt met een constante snelheid. Door het roteren van de 10 verschuifeenheid in een richting tegen de klok in, lijkt de cilinderlensreeks naar binnen te bewegen.

Aangezien de bundel L, waarvan de breedte wordt gereduceerd door de eerste ciünderlens 105, door de verschuifeenheid 110 passeert zoals getoond in de rechthoek in Fig. 3, kan een effect worden verkregen, waarbij 15 het licht lijkt te passeren door een lens die rechtlijnig beweegt.

Wanneer de verschuifeenheid 110 met een constante snelheid roteert, worden derhalve de R, G en B bundels verkregen door de kleurenscheider 120 afzonderlijk verschoven, aldus de kleurbalken op de lichtklep 140 verschuivend.

20 In de huidige uitvinding wordt het verschuiven uitgevoerd door het continu roteren van de verschuifeenheid 110 in één richting zonder de rotatierichting te wijzigen, waardoor continue en consistente kleurenverschuiving wordt gegarandeerd. Additioneel wordt de verschuifsnelheid van de kleurbalken constant gehouden, aangezien de 25 enkele verschuifeenheid 110 een veelvoud van kleurbalken kan verschuiven.

Zoals hieronder zal worden beschreven, heeft de verschuifeenheid 110 van het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, vier of meer spiraalvormige lens-cellen 111 om de rotatiesnelheid van de aandrijfbron 115 te reduceren in vergelijking 1025825- 14 met een conventioneel kleurenwiel-type projectiesysteem of een kleurenverschuifsysteem met prisma's.

Het aantal spiraal vormige lens-cellen 111 op de verschuifeenheid 110 en de rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 110 kunnen zijn 5 aangepast om de verschuifeenheid 110 te synchroniseren met de werkfrequentie van de lichtklep 140. Dat wil zeggen, wanneer de werkfrequentie van de lichtklep 140 hoog is, kunnen meer lens-cellen 111 zijn opgenomen om de verschuifsnelheid te verhogen terwijl de rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 110 constant wordt gehouden.

10 Omgekeerd kan de verschuifsnelheid ook worden verhoogd door het originele aantal lens-cellen 111 te behouden, maar de rotatiefrequentie van de verschuifeenheid 110 te verhogen.

Onder verwijzing naar Fig. 2, omvat het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding een verschuifeenheid 110, die een enkele schijf omvat. 15 De verschuifeenheid 110 kan echter worden vervangen door een verschuifeenheid 110', die een veelvoud van schijven omvat, waarbij op elke schijf ten minste een lens-cel is gevormd zoals getoond in Fig. 5.

Zoals getoond in Fig. 5 omvat de verschuifeenheid 110' eerste en tweede schijven 110a' en 110b' die op een vooraf bepaalde afstand ten 20 opzichte van elkaar zijn geplaatst. De eerste schijf 110a' is gevormd door ten minste een lens-cel 111 spiraalvormig aan te brengen en verschuift een invallende bundel. De tweede schijf 110b' is eveneens gevormd door ten minste een lens-cel 111 spiraalvormig aan te brengen zoals bij de eerste schijf 110a' om de divergentiehoek van licht dat is uitgezonden door de 25 eerste schijf 110a' te corrigeren. Elk van de eerste en tweede schijven 110a' en 110b' is in hoofdzaak dezelfde als de enkele schijf van de verschuifeenheid 110 van Fig. 3.

Bij voorkeur, mar niet noodzakelijkerwijs, is een glazen staaf 112 geïnstalleerd tussen de eerste en tweede schijven 110a' en 110b' om de 30 divergentiehoek van licht dat is uitgezonden door de eerste schijf 110a' te 1025825- 15 corrigeren. Het gebruik van de glazen staaf 112 staat toe dat een bundel die door de lens-cellen van de eerste schijf 110a' is gefocusseerd zonder te divergeren wordt overgebracht naar de tweede schijf 110b'.

De eerste en tweede schijven 110a' en 110b' worden gesteund door 5 een beugel 114, zodat ze met een uniforme snelheid kunnen worden geroteerd door de aandrijfbron 115.

Zoals hierboven beschreven, kan de verschuifeenheid 110 worden gevormd door twee schijven, op elk waarvan ten minste een lens-cel spiraalvormige is aangebracht, op een enkele aandrijfas te plaatsen, zodat 10 het verschuiven van kleuren wordt uitgevoerd. Uiteraard kan in dit geval de verschuifsnelheid van de kleurbalken constant worden gehouden. De verschuifeenheid 110 kan verscheidene andere structuren hebben. De verschuifeenheid 110 kan bijvoorbeeld een cilinder zijn, waarbij op de buitenomtrek lens-cellen spiraalvormig zijn aangebracht.

15 Een kenmerk van het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding is dat de verschuifeenheid 110 wordt gevormd door een enkel element dat een veelvoud van kleurenbundels kan verschuiven.

Zoals getoond in Fig. 2, kan de verschuifeenheid 110 worden geïnstalleerd tussen de lichtbron 100 en de kleurenscheider 120, wanneer de 20 dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van de kleurenscheider 120 parallel ten opzichte van elkaar zijn geïnstalleerd. Een bundel die is uitgezonden door de lichtbron 100 wordt door de verschuifeenheid 110 gefocusseerd en daarna gescheiden op basis van kleur door de kleurenscheider 120.

Lichtpaden van de gescheiden kleurenbundels hebben verschillende lengten 25 ten gevolge van de selectieve reflectie door de dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van de kleurenscheider 120. Aldus kunnen de gescheiden kleurenbundels de eerste vliegenooglens 131 binnentreden zonder te worden vermengd.

Anderzijds, indien de dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van 30 de kleurenscheider 120 scheef zijn geplaatst onder verschillende hoeken ten 11025825* ------ ----——------ 16 opzichte van elkaar, of indien een optische pijp wordt gebruikt als de kleurenscheider 120, kan de verschuifeenheid 110 tussen de kleurenscheider 120 en de lichtklep 140 worden geplaatst.

De lens-cellen van de eerste vliegenooglens 131 corresponderen 5 één-op-één met die van de tweede vliegenooglens 135 en de lens-cellen van elk van de eerste en tweede vliegenooglenzen 131 en 135 corresponderen één-op-één met de lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110.

De eerste vliegenooglens 131 is op of nabij een brandvlak van de verschuifeenheid 110 geplaatst, zodat de kleurenbundels die zijn gescheiden 10 door de dichroïsche filters 120B, 120G en 120R van de kleurenscheider 120 op elk van de lens-cellen van de eerste vliegenooglens 131 kunnen vallen zonder te vermengen.

In dit geval vallen de gescheiden kleurenbundels, met verschillende weglengten ten gevolge van de afstand tussen naburige 15 dichroïsche filters, op verschillende locaties van elk van de lens-cellen van de eerste vliegenooglens 131.

Wanneer de kleurenbundels door de eerste vliegenooglens 131 passeren, divergeren ze en worden dan gefocusseerd op en gecollimeerd door de tweede vliegenooglens 135.

20 De relaylens 137 geeft de gecollimeerde kleurenbundels van de eerste en tweede vliegenooglenzen 131 en 135 door, zodat ze op verschillende locaties op de lichtklep 140 vallen en kleurbalken vormen. In Fig. 2 is de relaylens 137 een enkele lens. De relaylens 137 kan echter een lenzengroep van twee of meer lenzen zijn.

25 Wanneer de eerste en tweede vliegenooglenzen 131 en 135 en de relaylens 137 zijn inbegrepen, wordt licht dat is geconvergeerd door elk van de lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110 doorgegeven aan een corresponderende lens-cel van elk van de eerste en tweede vliegenooglenzen 131 en 135 en het doorgegeven licht valt op de lichtklep 140 via de relaylens 30 137 om balken van verschillende kleuren te vormen op de lichtklep 140.

1025825" 17

De eerste cilinderlens 105 reduceert de breedte van een bundel die is uitgezonden door de lichtbron 100, en geeft de bundel met een gereduceerde breedte door aan de verschuifeenheid 110. De tweede cilinderlens 107 herstelt de breedte van de bundel die door de 5 verschuifeenheid 110 wordt doorgelaten naar zijn originele toestand.

Wanneer de eerste cilinderlens 105 voor de verschuifeenheid 110 is geïnstalleerd en de breedte reduceert van een lichtbundel die door de lichtbron 100 is uitgezonden, zodat de bundel met een rechthoekige doorsnede zoals getoond in Fig. 3 door de verschuifeenheid passeert, wordt 10 een effect verkregen waardoor de bundel L lijkt te passeren door een cilinderlensreeks die rechtlijnig beweegt.

Aldus, aangezien de verschuifeenheid 110 met een constante snelheid roteert, worden de R, G en B bundels verkregen door de kleurenscheider 120 herhaaldelijke verschoven, en aldus worden de 15 kleurbalken op de lichtklep 140 verschoven.

Fig. 6A toont de dwarsdoorsnede van een bundel L' die invalt op de verschuifeenheid 110 zonder door de eerste cilinderlens 105 te passeren. Bundel L' heeft een breedte W'. Fig. 6B toont de dwarsdoorsnede van een bundel L die een breedte W heeft die is gereduceerd door de eerste 20 cilinderlens 105 en die vervolgens op de verschuifeenheid 110 valt. In het geval van de bundel L', dat wel zeggen wanneer een bundel die door de verschuifeenheid 110 passeert relatief breed is, komt de gekromde vorm van de spiraalvormige lens-cel 111 niet overeen met die van de bundel L' en is er derhalve lichtverlies.

25 Om het lichtverlies te minimaliseren, is de eerste cilinderlens 105 voorzien om de bundel L met een gereduceerde breedte te produceren, zoals getoond in Fig. 6B. De vorm van de spiraalvormige lens-cel 111, zoals getoond in Fig. 6B, lijnt beter uit met die van de bundel L. Dientengevolge wordt het lichtverlies gereduceerd door het gebruik van de eerste 30 cilinderlens 105.

1025825- 18

Met andere woorden kan het lichtverlies worden gereduceerd door de breedte van de bundel te regelen met de eerste en tweede cilinderlenzen 105 en 107.

Onder verwijzing naar Fig. 2 omvat het projectiesysteem bij 5 voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, een polarisatieconversiesysteem (PCS) 136 voor het converteren van een in hoofdzaak ongepolariseerde lichtbundel die wordt uitgezonden door de lichtbron 100 in een lichtbundel met één enkele lineaire polarisatie. In Fig. 2 is de PCS 136 tussen de tweede vliegenooglens 135 en de relaylens 137 geplaatst. De positie van de PCS 136 10 kan echter variëren. De PCS 136 kan bijvoorbeeld tussen de lichtbron 100 en de verschuifeenheid 110, tussen het ruimtelijk filter 104 en de collimatorlens 106 zijn geplaatst.

De PCS 136 kan bijvoorbeeld een polariserende bundelscheider (PBS), een reflectie lichaam en een half-lambda plaat omvatten, zoals 15 geopenbaard in Amerikaanse octrooipublicatie nr. 2002/0191154 Al.

Ten gevolge van het gebruik van de PCS 136 kan bijna al het licht worden gebruikt dat wordt uitgezonden door de lichtbron 100, aldus de lichtefficiëntie verhogend.

Het projectiesysteem omvat bij voorkeur, maar niet 20 noodzakelijkerwijs, voorts een PBS 150 die invallend licht doorlaat of reflecteert afhankelijk van de polarisatie, om licht dat wordt ontvangen van het verlichtingssysteem naar de lichtklep 140 te leiden en om licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 140 naar een projectielenseenheid 155 te leiden.

25 De PBS 150 laat bijvoorbeeld een lichtbundel met een eerste lineaire polarisatie door van het licht dat wordt ontvangen van het verlichtingssysteem, zodat de lichtbundel met eerste lineaire polarisatie kan doorgaan naar de lichtklep 140. De PBS 150 reflecteert een lichtbundel met een tweede lineaire polarisatie, die orthogonaal is met de eerste lineaire 30 polarisatie, van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 140, zodat de 1025825- 19 lichtbundel met de tweede lineaire polarisatie kan doorgaan naar de projectielenseenheid 155.

Ten minste een polariserend element, bijvoorbeeld één van de polariserende elementen 151 en 153 is bij voorkeur, maar niet 5 noodzakelijkerwijs, geïnstalleerd om slechts licht met een specifieke polarisatie door te laten om de kleurzuiverheid en contrast van een beeld te vergroten.

Het polariserende element 151 en/of 153 is tussen de lichtbron 100 en de PBS 150 en/of tussen de lichtklep 140 en de projectielenseenheid 155 10 geplaatst.

In Fig. 2 zijn de polariserende elementen 151 en 153 respectievelijk tussen de lichtbron 100 en de PBS 150 en tussen de lichtklep 140 en de projectielenseenheid 155 geplaatst.

Het polariserende element 151, dat is geplaatst tussen de lichtbron 15 100 en de PBS 150, dient als een polarisator zodat slechts licht met de eerste lineaire polarisatie op de PBS 150 valt. Het polariserende element 153, dat is geplaatst tussen de lichtklep 140 en de projectielenseenheid 155, dient als een analysator, zodat slechts licht met de tweede lineaire polarisatie wordt doorgelaten naar de projectielenseenheid 155.

20 Hoewel de PCS 136 is opgenomen in het projeciesysteem volgens de huidige uitvinding, is het licht dat op de PBS 150 valt niet 100% gepolariseerd in een eerste lineaire richting. Dientengevolge kunnen, als het polariserende element 151 en/of 153 is opgenomen om te dienen als een polarisator en/of een analysator, de kleurzuiverheid en contrast van een 25 beeld worden verbeterd.

In het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding is elk van de polariserende elementen 151 en 153 bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, een niet-absorberend polariserend element. Deze elementen laten licht met één polarisatie (een gewenste polarisatie) door en 30 reflecteren licht met de andere polarisatie (een ongewenste polarisatie). Het 1025825- 20 niet-absorberende polariserende element kan een draadrooster polarisator zijn, zoals geopenbaard in Amerikaans octrooi nr. 6,122,103, of een reflecterende polarisator zoals geopenbaard in Amerikaans octrooi nr. 6,025,897. Als alternatief kan het niet-absorberende polariserende element 5 een algemene PBS zijn.

Als alternatief kan elk van de polariserende elementen 151 en 153 een absorberend polariserend element zijn, dat licht met één polarisatie (een gewenste polarisatie) doorlaat en licht met de andere polarisatie (een ongewenste polarisatie) absorbeert.

10 Een niet-absorberend polariserend element, zoals een draadrooster

polarisator of een reflecterende polarisator, kan worden gebruikt niet ; slechts als een polarisator en/of een analysator maar tevens als een PBS

(niet getoond) van de PCS 136. De draadrooster polarisator kan eveneens worden gebruikt als de PBS 150.

15 De lichtklep 140 verwerkt invallende kleurenbundels volgens een ingangsbeeldsignaal, waardoor een beeld wordt gevormd.

In het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding is de lichtklep 140 bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, een reflecterend beeldscherm, bijvoorbeeld een reflecterend LCD zoals een reflecterend 20 Vloeibaar Kristal op Silicium (LCOS).

Kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep 140, bijvoorbeeld R, G en B kleurbalken worden verschoven als de verschuifeenheid 110 roteert. Wanneer de beeldinformatie voor elk van de pixels van de lichtklep 140 gesynchroniseerd met de beweging van de kleurbalken wordt verwerkt, 25 wordt een kleurenbeeld gevormd. Het kleurenbeeld gevormd door de lichtklep 140 wordt vergroot door de projectielenseenheid 155 en op een scherm 260 geprojecteerd.

Fig. 7 is een schematisch blokdiagram van een uitvoeringsvorm van de regelschakeling 170. Onder verwijzing naar Fig. 7 brengt de 30 regelschakeling 170 de fase van het optisch scannen van de kleurbalken op 1025825- 21 de lichtklep 140 ten gevolge van een rotatie van de verschuifeenheid 110 in overeenstemming met de fase van het elektrisch scannen van een beeldsignaal dat is ontvangen door de lichtklep 140. De R, G en B kleurbalken worden aldus verschoven, gesynchroniseerd met het 5 beeldsignaal dat de lichtklep 140 op een pixel-voor-pixel basis regelt.

Zoals getoond in Fig. 7 omvat de regelschakeling 170 een aandrijfbronregelaar 171 voor het regelen van de aandrijfbron 115. De aandrijfbronregelaar 171 past de rotatie van de aandrijfbron 115 aan volgens een faseverstelwaarde, die een verschil weergeeft tussen de fases 10 van een optisch scannen van de kleurbalken en een elektrisch scannen, zodat de fase van het optisch scannen van kleurbalken ten gevolge van het verschuiven van de kleurenscanner 109 in overeenstemming kan zijn met die van het elektrisch scannen van het beeldsignaal dat door de lichtklep 140 wordt ontvangen.

15 De regelschakeling omvat voorts een referentiefase-generator 177 voor het genereren van een referentiefase-signaal en het verschaffen daarvan aan de lichtklep 140. De lichtklep verricht elektrisch scannen van beeldinformatie op basis van het referentiefase-signaal en bepaalt de faseverstelwaarde.

20 De referentiefase-generator 177 genereert een referentiefase- signaal (d.w.z. een synchronisatiesignaal of een timingsignaal) dat tijdinformatie weergeeft die aan de kleurenscanner 109 en de lichtklep 140 moet worden verschaft. De referentiefase-generator 177 verschaft het referentiefase-signaal aan de lichtklep, zodat het elektrisch scannen wordt 25 uitgevoerd op basis van het referentiefase-signaal, en verschaft het referentiefase-signaal tevens aan een faseverschuivingsschakeling 173 die tussen de referentiefase-generator 177 en de aandrijfbronregelaar 171 is gelegen.

De faseverschuivingsschakeling 173 slaat in een niet-vluchtig 30 geheugen 175 een faseverschuivingswaarde (d.w.z. een faseverstelwaarde) 1025825- 22 op die is opgeteld bij of afgetrokken van het referentiefase-signaal dat is verschaft door de referentiefase-generator. De aandrijfbronregelaar 171 heeft toegang tot de faseverstelwaarde die in het niet-vluchtige geheugen 175 is opgeslagen.

5 Wanneer de aandrijfbronregelaar 171 zich toegang verschaft tot de faseverstelwaarde en de aandrijfbron 115 regelt volgens de faseverstelwaarde, kunnen elektrisch scannen en optisch scannen met elkaar worden gesynchroniseerd.

Met andere woorden, aangezien het elektrisch scannen in de 10 lichtklep 140 wordt uitgevoerd in overeenstemming met het referentiefase-signaal, en de faseverstelwaarde die het faseverschil tussen het elektrisch scannen en optisch scannen weergeeft is verkregen op basis van het referentiefase-signaal, kan het elektrisch scannen en optisch scannen met elkaar in fase worden gebracht door de verschuifeenheid 110 aan te drijven 15 in overeenstemming met de faseverstelwaarde.

Een proces om het optisch scannen in fase te brengen met het elektrisch scannen door middel van de regelschakeling 170 zal nu worden beschreven.

De referentiefase-generator 177 verschaft een referentiefase-20 signaal (bijvoorbeeld een synchronisatiesignaal of een timingsignaal), dat tijdinformatie weergeeft om te worden gebruikt op het optisch en elektrisch scannen, aan de lichtklep 140 en de faseverschuifschakeling 173.

In reactie op het referentiefase-signaal dat naar de lichtklep 140 en de faseverschuifschakeling 173 is gezonden, verricht de lichtklep 140 25 elektrisch scannen van de kleurenbeeld-informatie en het optisch scannen van een veelvoud van kleurbalken wordt uitgevoerd door de verschuifeenheid 109.

De faseverschuivingswaarde die het faseverschil weergeeft tussen optisch en elektrisch scannen uitgevoerd op de lichtklep 140, wordt bepaald 30 met de volgende methode.

1025825- 23

De scanfase van de kleurbalken op de lichtklep 140 wordt aangepast totdat elke kleurbalk slechts wordt gemoduleerd door beeldinformatie die correspondeert met de specifieke kleur.

Wanneer de kleurbalken worden verschoven, verlicht licht dat 5 correspondeert met een specifieke kleurbalk een pixel van de lichtklep 140 gedurende een vooraf bepaald interval, en daarna wordt de kleur van het licht verschoven en verandert. Het interval waarop de kleur van het licht wordt gewijzigd hangt af van zowel het aantal lens-cellen 111 van de verschuifeenheid 110 als de rotatiesnelheid van de aandrijfbron 115 (d.w.z. 10 de rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 110). In het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding, worden bijvoorbeeld R, G en B kleurbalken op de lichtklep 140 verschoven door de enkele kleurenscanner 109, zodat de kleuren op identieke intervallen worden verschoven.

Zoals beschreven wordt de scanfase van elke kleurbalk aangepast 15 totdat het licht van elke kleur slechts wordt gemoduleerd door beeldinformatie die correspondeert met die specifieke kleur, en elke kleur moet een minimale helderheid hebben. De fase van het scannen van een kleurbalk op de lichtklep 140 wordt aangepast door een rotatie van de aandrijfbron 115 te wijzigen met de aandrijfbronregelaar 171. De mate 20 waarin de fase wordt aangepast bij het scannen van een kleurbalk is gelijk aan het faseverschil tussen het elektrisch scannen en het optisch scannen van die specifieke kleurbalk, zoals bepaald met het referentiesignaal.

Het faseverschil tussen het elektrisch scannen en het optisch scannen van de kleurbalken is de faseverschuivingswaarde waarmee de fase 25 van het optisch scannen van kleurbalken wordt verschoven op basis van het elektrisch scannen van de lichtklep 140 door het beeldsignaal. De faseverschuivingswaarde wordt opgeslagen in het niet-vluchtige geheugen 175 van de faseverschuivingsschakeling 173.

Zoals beschreven wordt in een projectiesysteem volgens de huidige 30 uivinding, het veelvoud van kleurbalken verschoven op de lichtklep 140 door 1025825- .

i 24 een enkele kleurenscanner 109. Alle kleurbalken worden dus gescand op identieke intervallen en identieke snelheden die afhangen van de rotatiesnelheid van de aandrijfbron 115 en het aantal lens-cellen 111. De tijdsduur waarin elke kleurbalk een specifiek pixel van de lichtklep 140 5 scant hangt af van de structuur van een optisch systeem, omvattende bijvoorbeeld het ruimtelijk filter 104 dat de breedte van elke kleurbalk bepaalt. Zelfs wanneer de faseverschuivingswaarde van slechts één kleurbalk wordt bepaald en de rotatie van de aandrijfbron 115 wordt aangepast volgens die faseverschuivingswaarde, wordt daarom het 10 elektrisch scannen in fase gehouden met het optisch scannen voor alle kleuren.

Een faseverschuivingswaarde die het faseverschil weergeeft tussen i het elektrisch scannen en het optisch scannen van elke kleurbalk wordt bepaald door het proces van het aanpassen van de scanfase van elke 15 kleurbalk. De faseverschuivingswaarde wordt opgeslagen in het niet-vluchtige geheugen 175 van de faseverschuivingsschakeling 173 en kan worden gebruikt om het elektrisch scannen en optisch scannen van elke kleurbalk in fase te brengen. Uiteraard kunnen faseverschuivingswaarden die de faseverschillen tussen het elektrisch scannen en het optisch scannen 20 van alle kleurbalken weergeven eenvoudig worden bepaald, aangezien een veelvoud van kleurbalken op de lichtklep 140 wordt verschoven door een enkele kleurenscanner 109. Door het gebruik van een enkele kleurenscanner 109 kan het optisch scannen van elke kleurbalk eveneens volgens een eenvoudige methode in fase worden gebracht met het elektrisch 25 scannen van elke kleurbalk.

Zoals hierboven beschreven, wordt, in het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding, de lichtklep 140 elektrisch gescand op basis van het referentiefase-signaal, en wordt een faseverschil tussen het elektrisch scannen en optisch scannen van de lichtklep 140 bepaald op basis van het ; 30 referentiefase-signaal. Wanneer de fase van het optisch scannen wordt 1025825" 25 verschoven door de rotatie van de aandrijfbron 115 te wijzigen gebruikmakend van het faseverschil, zijn het elektrisch scannen en optisch scannen van de lichtklep 140 in fase. Hoewel de verschuifeenheidllO soepel is geïnstalleerd op de as van de aandrijfbron 115, kan het optisch scannen 5 van de lichtklep 140 ten gevolge van het verschuiven van de kleurbalken door de verschuifeenheid 110 is fase zijn met het elektrisch scannen van de lichtklep 140. Omdat een enkele verschuifeenheid wordt gebruikt, is het installeren van de verschuifeenheid 110 op de as van de aandrijfbron 115 eenvoudig, en worden de vervaardigingskosten van het projectiesysteem 10 sterk gereduceerd.

De werking van het projectiesysteem van Fig. 2 zal nu worden beschreven onder verwijzing naar Fig. 8.

Ten eerste wordt in hoofdzaak ongepolariseerd wit licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 110, door de lens 102 gefocusseerd, en wordt 15 de invalshoek of etendue van het gefocusseerde licht aangepast door het ruimtelijk filter 104. Licht dat wordt doorgelaten door het ruimtelijk filter 104 wordt door de collimatorlens 106 gecollimeerd. De breedte van het gecollimeerde licht wordt gereduceerd door de eerste cilinderlens 105, en licht met de gereduceerde breedte valt op de verschuifeenheid 110.

20 Licht dat wordt doorgelaten door de verschuifeenheid 110 wordt gescheiden in R, G en B bundels, bijvoorbeeld door de kleurenscheider 120. De R, G en B bundels vallen op verschillende locaties op elk van de lenscellen van de eerste vliegenooglens 131. De eerder gereduceerde breedte van het licht wordt teruggebracht naar de originele breedte door de tweede 25 cilinderlens 107.

Nadat de R, G en B bundels zijn doorgelaten door de eerste vliegenooglens 131 divergeren ze. De divergente R, G en B bundels worden gecombineerd en gecollimeerd door de tweede vliegenooglens 135 om een parallelle bundel te vormen.

1025825' 26

De parallelle R, G en B bundels worden veranderd in R, G en B bundels met een enkele lineaire polarisatie door de PCS 136. De R, G en B bundels met een enkele lineaire polarisatie passeren door de relaylens 137 en vallen op verschillende locaties op de lichtklep 140, waardoor R, G en B 5 kleurbalken worden gevormd.

Meer specifiek wordt slechts een lichtbundel met een eerste lineaire polarisatie doorgelaten door het polariserende element 151, dat als een polarisator dient, en wordt wederom doorgelaten door de PBS 150 naar de lichtklep 140. Wanneer de lichtklep 140 een polarisatie-afhankelijk 10 beeldscherm is, zoals een reflecterende LCD, wordt de polarisatie van een lichtbundel die wordt gereflecteerd door de lichtklep 140 aangepast volgens een beeldsignaal. Vervolgens wordt een lichtbundel met een tweede lineaire polarisatie gereflecteerd door de PBS 150, passeert door het polariserende element 153, dat als een analysator dient, en wordt naar de 15 projectielenseenheid 155 geleid. De lichtbundel met de tweede lineaire polarisatie wordt vergroot door de projectielenseenheid 155 en op het scherm 260 geprojecteerd.

De R, G en B kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep 140 worden verschoven met een rotatie van de verschuifeenheid 110.

20 Als de verschuifeenheid 110, waarop ten minste een lens-cel spiraalvormig is aangebracht, met de klok mee roteert, lijkt het gebied van de lensreeks waar doorheen licht passeert rechtlijnig naar buiten te bewegen. Voorts, als kleurbalken eerst in een G, B en R volgorde op de lichtklep 140 zijn gevormd, veranderen locaties op de eerste vliegenooglens 25 131 waarop de G. B en R bundels vallen met de rotatie van de verschuifeenheid 110 en verandert, dienovereenkomstig, de G, B en R volgorde naar een B, R en G volgorde. De B, R en G volgorde verandert naar de R, G en B volgorde en de R, G en B volgorde verandert naar de G, B en R volgorde. Dergelijk verschuiven wordt periodiek herhaald.

1025825- 27

Wanneer de verschuifeenheid 110 wordt geroteerd synchroon met een beeldsignaal dat de lichtklep 140 op een pixel-voor-pixel basis regelt, worden de G, B en R kleurbalken verschoven om een kleurenbeeld te vormen.

5 De aandrijfbronregelaar 171 van de regelschakeling 170 regelt de aandrijfbron 115 zodanig dat het verschuiven van R, G en B kleurbalken bij rotatie van de verschuifeenheid 110 wordt gescynchroniseerd met het beeldsignaal dat de lichtklep 140 regelt op een pixel-voor-pixel basis. Aldus is het optisch scannen van de kleurbalken op de lichtklep 140 in fase met 10 het elektrisch scannen van de lichtklep 140.

Als de verschuifeenheid 110 van het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding een geschikt aantal spriraalvormige lens-cellen heeft, bijvoorbeeld vier of meer spiraalvormige lens-cellen, kan het projectiesysteem een kleurenbeeld adequaat weergeven, zelfs wanneer de 15 aandrijfbron 115 langzamer wordt geroteerd dan een conventioneel kleurenwiel of de conventionele prisma's van Fig. 1 worden geroteerd om het verschuiven van kleuren uit te voeren in een conventioneel projectiesysteem.

Tabel 1 toont de rotatiesnelheden van de aandrijfbron 115 voor: a) 20 een conventioneel kleurenwiel projectiesysteem, b) het conventionele projectiesysteem van Fig. 1 met prisma's om het verschuiven van kleuren uit te voeren, en c) het projectiesysteem volgens de voorbeelduitvoeringsvorm van Fig. 2 wanneer de lichtklep 140 werkt op 60 Hz.

25

Tabel 1 __Rotatiesnelheid van aandrijfbron

Conventioneel kleurenwiel Wanneer een lichtklep elk van de R, projectiesysteem G en B kleurbeelden toont op 60 Hz, roteert een aandrijfbron (d.w.z. een __enkel kleurenwiel) op 10800 rpml 1025825- 28

Conventioneel projectiesysteem van Om elk van de R, G en B Fig. 1 kleurbeelden te tonen op 60 Hz, __roteert elk prisma op 3600 rpm._

Projectiesysteem volgens de Wanneer een verschuifeenheid 4 voorbeelduitvoeringsvorm van Fig. 2 spiraalvormige lens-cellen heeft, roteert de verschuifeenheid op 2700 rpm (=10800/4).

Wanneer een verschuifeenheid 8 spiraalvormige lens-cellen heeft, roteert de verschuifeenheid op 1350 __rpm (=10800/8)._

Zoals getoond in Tabel 1, moet de aandrijfbron 115 van een conventioneel kleurenwiel projectiesysteem een kleurenwiel op 10800 rpm roteren om alle R, G en B kleurbeelden op 60 Hz te tonen.

5 In het conventionele projectiesysteem met de prisma's van Fig. 1 moet, om het verschuiven van kleuren te verkrijgen, elk prisma worden geroteerd op 3600 rpm om kleurenbeelden op 60 Hz de tonen.

Indien de verschuifeenheid 110 van het projectiesysteem van Fig. 2 vier spiraalvormige lens-cellen heeft die zijn aangebracht op identieke 10 intervallen zoals getoond in Fig. 3, wordt het verschuiven van kleuren vier maal uitgevoerd per rotatie van de verschuifeenheid 110. De verschuifeenheid 110 kan adequaat vier kleurenverschuifoperaties verrichten per rotatie door slechts op 2700 rpm te roteren.

Indien het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding een 15 verschuifeenheid 210 gebruikt met 8 spiraalvormige lens-cellen die zijn aangebracht op identieke intervallen zoals getoond in Fig. 9, wordt het verschuiven van kleuren acht maal uitgevoerd per rotatie van de verschuifeenheid 210. De verschuifeenheid 210 kan adequaat acht kleurenverschuifoperaties verrichten per rotatie door slechts op 1350 rpm te 20 roteren.

Wanneer de verschuifeenheid 110 van het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding vier of meer spiraalvormige lens-cellen omvat, kan het 1025825- 29 verschuiven van kleuren adequaat worden verkregen zelfs door de aandrijfbron 115 langzamer te roteren dan in conventionele projectiesystemen.

Zoals hierboven beschreven, verschuift een projectiesysteem 5 volgens de huidige uitvinding een veelvoud van kleurbalken met een enkele kleurenscanner die is voorzien van een aandrijfbron en een verschuifeenheid die is ontworpen om een rotatie van ten minste een lenscel om te zetten in een rechtlijnige beweging van een lenzenreeks waar doorheen licht passeert. Aldus worden de kleurbalken verschoven met een 10 constante snelheid en kan continu, consistent verschuiven van kleuren worden verkregen. Het verschuiven van de kleurbalken, bijvoorbeeld R, G en B kleurbalken, kan eenvoudig worden gesynchroniseerd met het aandrijven van een lichtklep en de afmeting van het projectiesysteem kan worden gereduceerd.

15 Aangezien het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding een enkele kleurenscanner gebruikt om een veelvoud van kleurbalken te scannen, bewegen de kleurbalken met identieke snelheden en kan de kwaliteit van het resulterende beeld worden verbeterd.

Wanneer de verschuifeenheid van het projectiesysteem volgens de 20 huidige uitvinding een geschikt aantal spiraalvormige lens-cellen omvat, bijvoorbeeld vier of meer spiraalvormige lens-cellen, kan het projectiesysteem volgens de huidige uitvinding adequaat kleuren verschuiven, zelfs door een aandrijfbron langzamer te roteren dan in een conventioneel kleurenwiel projectiesysteem of een conventioneel 25 projectiesysteem met prisma's om het verschuiven van kleuren uit te voeren.

Hoewel de uitvinding is getoond en beschreven aan de hand van voorbeelduitvoeringsvormen daarvan, zal het duidelijk zijn voor diegenen met gewone kennis van het vakgebied dat verscheidene veranderingen in 30 vorm en details daarin kunnen worden gemaakt zonder af te wijken van het 1025825- 30 wezen en de omvang van de huidige uitvinding zoals gedefinieerd door de navolgende conclusies.

1025825^

Claims (18)

1. Projectiesysteem, omvattende: een lichtbron; een kleurenscanner voorzien van een verschuifeenheid, en een aandrijfbron voor het roteren van de verschuifeenheid die een veelvoud van 5 kleurbalken verschuift, waarbij de verschuifeenheid ten minste een lens-cel omvat en een rotatie van de ten minste ene lens-cel converteert in een rechtlijnige beweging van een lens-reeks van de verschuifeenheid waar doorheen licht passeert; een lichtklep, die elektrisch de veelvoud van kleurbalken scant 10 volgens een ingangsbeeldsignaal en een kleurenbeeld vormt; en een regelschakeling, die het optisch scannen van ten minste een van het veelvoud van kleurbalken in fase brengt met het elektrisch scannen van de lichtklep door een beeldsignaal, waarbij de kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep worden verschoven ten gevolge van een rotatie van 15 de verschuifeenheid.

2. Projectiesysteem volgens conclusie 1, voorts omvattende een kleurenscheider die licht van de lichtbron scheidt volgens kleur.

3. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij de regelschakeling een aandrijfbronregelaar omvat die de aandrijfbron regelt zodat het optisch 20 scannen van de ten minste ene kleurbalk in fase is met het elektrisch scannen door het wijzigen van een rotatie van de aandrijfbron volgens een fase-verstelwaarde die een faseverschil tussen het optisch scannen en elektrisch scannen weergeeft.

4. Projectiesysteem volgens conclusie 3, waarbij: 25 de regelschakeling voorts een referentie-fasegenerator omvat, die een referentie-fasesignaal genereert en het referentie-fasesignaal aan de lichtklep verschaft; en 1025825- het elektrisch scannen van de lichtklep wordt uitgevoerd op basis van het referentie-fasesignaal, en de fase-verstelwaarde is bepaald op.basis van het referentie-fasesignaal.

5. Projectiesysteem volgens conclusie 4, waarbij de fase-verstelwaarde 5 wordt bepaald door de stappen van: het verschaffen van een elektrisch scannen omvattende beeldinformatie voor alle kleuren naar de lichtklep op basis van het referentie-fasesignaal; het scannen van het veelvoud van kleurb alken op de lichtklep op 10 basis van het referentie-fasesignaal; en het aanpassen van de fasen van het scannen van de kleurbalken op de lichtklep totdat een balk van een specifieke kleurbalk wordt gemoduleerd door alleen beeldinformatie die correspondeert met de specifieke kleur.

6. Projectiesysteem volgens conclusie 5, waarbij de fase-verstelwaarde 15 is opgeslagen in een niet-vluchtig geheugen dat toegankelijk is voor de regelaar.

7. Projectiesysteem volgens conclusie 4, waarbij de fase-verstelwaarde is op geslagen in het niet-vluchtige geheugen dat toegankelijk is voor de regelaar.

8. Projectiesysteem volgens conclusie 3, waarbij de fase-verstelwaarde is op geslagen in een niet-vluchtig geheugen dat toegankelijk is voor de regelaar.

9. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij: de verschuifeenheid een veelvoud van lens-cellen heeft die daarop 25 spiraalvormig zijn gevormd.

10. Projectiesysteem volgens conclusie 9, waarbij de ten minste ene lens-cel van de verschuifeenheid een cilinderlens is.

11. Projectiesysteem volgens conclusie 9, waarbij de verschuifeenheid een schijf is. 1025825-

12. Projectiesysteem volgens conclusie 9, waarbij het aantal spiraalvormige lens-cellen ten minste vier is.

13. Projectiesysteem volgens conclusie 1, waarbij het veelvoud van kleurbalken wordt verschoven door een rotatie van de verschuifeenheid door 5 de aandrijfbron, zodanig dat wanneer de verschuifeenheid roteert een lensreeks van lens-cellen waar doorheen licht passeert rechtlijnig in een richting naartoe of weg van een rotatiecentrum van de verschuifeenheid lijkt te bewegen.

14. Projectiesysteem volgens conclusie 1, voorts omvattende eerste en 10 tweede vliegenooglenzen die zijn geïnstalleerd tussen de verschuifeenheid en de lichtklep en die elk een veelvoud van lens-cellen omvatten die één-op-één corresponderen met de lens-cellen van de verschuifeenheid.

15. Projectiesysteem volgens conclusie 14, voorts omvattende een relaylens die is geïnstalleerd tussen de tweede vliegenooglens en de 15 lichtklep en welke lichtbundels doorlaat die door de tweede vliegenooglens zijn gepasseerd zodanig dat lichtbundels van verschillende kleuren op verschillende locaties van de lichtklep worden gefocusseerd.

16. Projectiesysteem volgens conclusie 14, voorts omvattende een veelvoud van cilinderlenzen die respectievelijk voor en achter de 20 verschuifeenheid zijn geplaatst om de breedte van een lichtbundel die op de verschuifeenheid valt aan te passen.

17. Projectiesysteem volgens conclusie 1, voorts omvattende een veelvoud van cilinderlenzen die respectievelijk voor en achter de verschuifeenheid zijn geplaatst om de breedte van een lichtbundel die op de 25 verschuifeenheid valt aan te passen.

18. Projectiesysteem volgens conclusie 1, voorts omvattende een kleurenscheider die een lichtbundel die wordt uitgezonden door de lichtbron scheidt in een veelvoud van kleurenbundels door het selectief reflecteren van de lichtbundel volgens golflengte. 30 1025825-