NL1025827C2 - Projectie-type beeldweergavesysteem geschikt voor het verschuiven van kleuren. - Google Patents

Description

Titel: Projectie-type beeldweergavesysteem geschikt voor het verschuiven van kleuren ACHTERGROND VAN DE UITVINDING De uitvinding roept prioriteit in van Koreaanse octrooiaanvrage nr. 2003-49732, ingediend op 21 juli 2003 bij het Koreaanse Bureau voor Intellectuele eigendom, en het voordeel van voorlopige Amerikaanse octrooiaanvrage nr. 60/457,914, ingediend op 28 maart 2003, bij het 5 Amerikaans Octrooi- en Merkenbureau, welke hierin in hun geheel zijn op genomen door verwijzing.

Gebied van de uitvinding

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

Beschrijving van de gerelateerde stand van de techniek

Bij conventionele projectie-type beeldweergavesystemen die beeldinformatie aan mensen aanbieden, wordt een lichtklep, zoals een vloeibaar-kristalscherm (LCD) of een digitale micro-spiegel inrichting 15 (DMD) gebruikt om het 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. Projectie-type 20 beeldweergavesystemen worden geclassificeerd in hetzij 3-paneel projectie-type beeldweergavesystemen of één-paneel projectie-type beeldweergavesystemen, afhankelijk van het aantal lichtkleppanelen dat wordt gebruikt. Projectie-type beeldweergavesystemen proberen om een hoge luminantie te verschaffen voor een groot scherm bij het toepassen van 25 een enkel paneel om een gecompliceerd en duur optisch systeem op te verhinderen.

1025827- 2

Bij een projector met een conventioneel één-paneel kleurenbeeldweergavesystemen 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 kleurenbundels achtereenvolgens naar 5 een enkele lichtklep gestuurd. De lichtklep werkt en vormt beelden volgens de opeenvolging van ontvangen kleurenbundels.

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

15 Zoals hierboven beschreven, verschaft een één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem met een kleurenwiel slechts 1/3 van de lichtefficiëntie van een drie-paneel beeldweergavesysteem. Een kleurenverschuifmethode is ontworpen om de optische efficiëntie van een één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem te verhogen.

20 Volgens de kleuren-verschuif methode wordt wit licht gescheiden in R, G en B kleurenbundels, en worden de drie kleurenbundels simultaan naar verschillende locaties op een lichtklep gestuurd om R, G en B kleurbalken te vormen. Aangezien een beeld niet kan worden geproduceerd totdat elk van de R, G en B kleurenbundels alle pixels van de kleurgebieden 25 op de lichtklep bereiken, worden de kleurbalken met een constante snelheid bewogen door kleuren-verschuifmiddelen. Het gebruik van de kleurenverschuifmethode staat toe dat een één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem de lichtefficiëntie heeft van een drie-paneel kleurenbeeldweergavesysteem.

1025827- 3

Fig. 1 toont een één-paneel verschuivend kleurenbeeldweergavesysteem, zoals geopenbaard in Amerikaanse Octrooipubbcatie nr. 2002/191154 Al. Zoals getoond in Fig. 1, passeert Hebt dat is uitgezonden door een lamp-type lichtbron 102 door eerste en tweede 5 lenzenreeksen 104 en 105 en een polarisatieconversiesystem (PCS) 106 en wordt gecondenseerd door een condenser-lens 107. Het witte licht wordt gescheiden in R, G, en B kleurenbundels door eerste tot en met vierde dichroïsche filters 108, 110, 112 en 114, en de R, G en B kleurenbundels worden gerecombineerd.

10 Om specifieker te zijn, worden ten eerste bijvoorbeeld de rode bundel R en de groene bundel G door het eerste dichroïsche filter 108 doorgelaten en gaan verder langs een eerste lichtpad LI, terwijl de blauwe bundel B door het eerste dichroïsche filter 108 wordt gereflecteerd en langs een tweede lichtpad L2 gaat. De rode bundel R en de groene bundel G op het 15 eerste lichtpad LI worden gescheiden door het tweede dichroïsche filter 110. Het tweede dichroïsche filter 110 laat de rode bundel R door langs het eerste lichtpad Ll en reflecteert de groene bundel G langs een derde lichtpad L3.

De blauwe bundel B en de groen bundel G die respectievelijk langs het tweede en derde lichtpad L2 en L3 gaan, worden respectievelijk 20 doorgelaten en gereflecteerd door het derde dichroïsche filter 112 en vervolgens gecombineerd. Tenslotte worden de R, G en B bundels gecombineerd door het vierde dichroïsche filter 114. De gecombineerde R, G en B bundels worden doorgelaten door een polariserende bundelscheider (PBS) 128 en vallen op een lichtklep 130. Verwijzingscijfers 126 en 132 25 duiden respectievelijk een polarisator en analysator aan.

Eerste tot en met derde prisma's 120, 116 en 118 zijn respectievelijk geplaatst op de eerste tot en met derde lichtpaden Ll, L2 en L3 en roteren met een uniforme snelheid, zodanig dat R, G en B kleurbalken op de lichtklep 130 worden gevormd en verschoven.

1025827- 4

Zoals hierboven beschreven, worden in een conventioneel één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem de eerste tot en met derde prisma's 120, 116 en 118 geroteerd om het verschuiven van kleuren te bereiken, terwijl het scheiden en combineren van kleuren wordt verricht met de eerste 5 tot en met vierde dichroïsche filters 108, 110, 112 en 114.

Het verschuiven van de R, G en B kleurbalken ten gevolge van rotatie van de eerste tot en met derde prisma's 120, 116 en 118 is getoond in Fig. 2. Verschuiven geeft de beweging weer van kleurbalken die zijn gevormd op het oppervlak van de üchtklep 130 wanneer de eerste, tweede 10 en derde prisma's 120, 116 en 118 die met de kleuren corresponderen synchroon worden geroteerd.

Een kleurenbeeld wordt verkregen door beeldinformatie voor elk van de pixels van de lichtklep 130 synchroon met een beweging van de kleurbalken te verwerken. Het kleurenbeeld wordt vergroot door een 15 projectielens 134. Vervolgens valt het vergrote beeld op een scherm.

Een conventioneel één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem met een dergelijke verschuiftechniek gebruikt verschillende lichtpaden voor elke kleur en recombineert vervolgens de gescheiden bundels. De gecombineerde bundels worden naar de PBS 128 gezonden via relay-lenzen die op de 20 lichtpaden zijn geïnstalleerd.

Het optische systeem wordt derhalve volumineus en de vervaardiging en assemblage ervan is gecompliceerd.

Aangezien de drie prisma's 120, 116 en 118 afzonderlijk worden geroteerd om het verschuiven van kleuren uit te voeren, is het moeilijk om 25 deze rotatie te synchroniseren met het aandrijven van de lichtklep 130.

Om een kleurenbeeld te produceren met een kleurenverschuiftechniek, moeten kleurbalken zoals getoond in Fig. 2 met een constante snelheid worden bewogen. Het conventionele kleurenbeeldweergavesysteem moet de lichtklep 130 synchroniseren met 30 het de drie prisma's 120, 116 en 118 om verschuiving te verkrijgen. Het i 1025827“ 5 regelen van de synchronisatie is echter niet eenvoudig. Ten gevolge van de cirkelvormige bewegingen van de verschuifprisma's 120, 116 en 118, kan de kleurenverschuifsnelheid van de drie verschuifprisma's onregelmatig zijn, dientengevolge de kwaliteit van het resulterende beeld verminderend.

5 Drie motoren voor het roteren van de drie verschuifprisma's 120, 116 en 118 genereren, in gebruik, veel geluid. Bovendien wordt een kleurenbeeldweergavesysteem met drie motoren tegen hogere kosten vervaardigd dan een kleurenwiel-type kleurenbeeldweergavesysteem met slechts één motor.

10 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING De huidige uitvinding verschaft een projectie-type verschuifbaar beeldweergavesysteem dat compacter kan worden uitgevoerd door het gebruik van een enkele verschuifeenheid om een veelvoud van kleurbalken 15 te verschuiven en dat een contrastverhouding kan verbeteren.

Het beeldweergavesysteem omvat een verlichtingssysteem, een lichtklep, een polariserende bundelscheider en ten minste een polariserend element. Het verlichtingssysteem omvat een lichtbron, een kleurenscheider voor het scheiden van een inkomende lichtbundel op basis van kleur en een 20 verschuifeenheid die ten minste een lens-cel omvat en die een rotatie van de lens-cel converteert in een rechtlijnige beweging van een gebied van de lenscel waar doorheen licht passeert. De lichtklep verwerkt een veelvoud van kleurbundels waarin de lichtbundel die is uitgezonden door het verlichtingssysteem is gescheiden en die worden verschoven volgens een 25 ingangsbeeldsignaal en een kleurenbeeld vormen. De polariserende bundelscheider laat een invallende bundel door of reflecteert deze afhankelijk van de polarisatie, zodat een lichtbundel die is ontvangen van het verlichtingssysteem naar de lichtklep doorgaat en dat een lichtbundel die is gereflecteerd door de lichtklep naar een projectielenseenheid 30 verdergaat. Het ten minste ene polariserende element is geïnstalleerd in ten 1025827“ 6 minste een van een pad van licht dat van de lichtbron naar de polariserende bundelscheider gaat en een pad van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep en een naar de projectielenseenheid gaat via de polariserende bundelscheider. Het ten minste ene polariserende element laat slechts een 5 lichtbundel met een specifieke polarisatie door.

De lichtklep kan een reflecterend vloeibaar-kristalscherm zijn.

Het polariserende element kan een niet-absorberend polariserend element zijn.

Het polariserende element kan één van een draadrooster 10 polarisator, een reflecterende polarisator en een polariserende bundelscheider zijn.

Het polariserende element kan een polarisator zijn die is geïnstalleerd vóór de polariserende bundelscheider en/of een analysator tussen de polariserende bundelscheider en de projectielenseenheid.

15 Het verlichtingssysteem kan voorts een polarisatieconversiesysteem omvatten dat een lichtbundel die word uitgestraald door de lichtbron converteert in een lichtbundel met één enkele polarisatie.

De ten minste ene lens-cel van de verschuifeenheid kan 20 spiraalvormig gevormd zijn.

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

De verschuifeenheid kan een schijf zijn.

Wanneer de verschuifeenheid roteert, kan een lenzenreeks 25 rechtlijnig bewegen in een richting die dichter bij of ver weg is van een rotatiecentrum van de verschuifeenheid.

Het beeldweergavesysteem kan voorts eerste en tweede vliegenooglenzen omvatten die zijn geïnstalleerd tussen de verschuifeenheid en de lichtklep, elk waarvan een veelvoud van lens-cellen omvat die 30 corresponderen met de lens-cellen van de verschuifeenheid, zodat 1025827- 7 lichtbundels die zijn gepasseerd door de verschuifeenheid in een één-op-één relatie worden doorgelaten.

Het beeldweergavesysteem kan voorts een relay-lens omvatten die is geïnstalleerd tussen de tweede vliegenooglens en de lichtklep en die 5 lichtbundels doorlaat die door de tweede vliegenooglens zijn gepasseerd, zodat lichtbundels van verschillende kleuren op verschillende locaties op de lichtklep worden gefocusseerd.

Het beeldweergavesysteem kan voorts een veelvoud van cilinderlenzen omvatten die vóór en achter de verschuifeenheid zijn 10 geplaatst om de breedte van een lichtbundel die op de verschuifeenheid valt te regelen.

De kleurenscheider kan een veelvoud van reflecterende dichroïsche filters omvatten om een lichtbundel die is uitgestraald door de lichtbron te scheiden op basis van golflengte.

15

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

De bovenstaande en andere kenmerken en voordelen van de huidige uitvinding zullen duidelijker worden door voorbeeld-uitvoeringsvormen daarvan in detail te beschrijven onder verwijzing naar 20 de bijgevoegde tekeningen waarin:

Fig. 1 een schematisch diagram is van een conventioneel één-paneel verschuivend beeldweergavesysteem, geopenbaard in Amerikaanse octrooipublicatie nr. 2002/0191154 Al;

Fig. 2 een illustratie is van het verschuiven van kleuren; 25 Fig. 3 een schematisch diagram is van een projectie-type beeldweergavesysteem volgens een voorbeeld-uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding;

Fig. 4 een frontaal aanzicht is van de verschuifeenheid van Fig. 3;

Fig. 5 een doorsnede is van lens-cellen van de verschuifeenheid van 30 Fig. 3; 1025827- 8

Fig. 6 een perspectivisch aanzicht is van een alternatieve verschuifeenheid volgens de voorbeeld-uitvoeringsvorm van Fig. 3;

Fig. 7A de breedte illustreert van een bundel die wordt uitgestraald door een lichtbron en op een verschuifeenheid valt zonder verandering; 5 Fig. 7B de breedte illustreert van een bundel die wordt uitgestraald door een lichtbron, in breedte wordt gereduceerd door een eerste cilinderlens en dan op een verschuifeenheid valt;

Fig. 8 absorptie en transmissie van licht afhankelijk van de polarisatierichting toont in een algemeen absorberend polariserend element; 10 en

Fig. 9 absorptie en transmissie illustreert van licht afhankelijk van de polarisatierichting in een niet-absorberend polariserend element.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING 15 Verwijzend naar Fig. 3 omvat een beeldweergavesysteem volgens een voorbeeld-uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding een verlichtingssysteem, een lichtklep 240, een polariserende bundelscheider (PBS) 250, en ten minste een polariserend element, dat wil zeggen, polariserende elementen 251 en 253.

20 Het verlichtingssysteem omvat een lichtbron 200 die in hoofdzaak ongepolariseerd licht uitzendt, een kleurenscheider 220 die inkomend licht scheidt op basis van kleur, en een verschuifeenheid 210 die invallend licht verschuift.

De lichtbron 200 kan een lamp zijn die wit licht uitzendt. De 25 lichtbron 200 omvat een lamp 201, voor het genereren van in hoofdzaak ongepolariseerd wit licht, en een reflectiespiegel 203, voor het reflecteren van het licht dat is uitgezonden door de lamp 201 en voor het leiden van het pad van het gereflecteerde licht. De reflectiespiegel 203 kan een elliptische spiegel zijn waarvan een eerste brandpunt de positie van de lamp 201 is en 30 waarvan een tweede brandpunt een punt is waar licht wordt gefocusseerd.

1025827- 9

Als alternatief kan de reflectiespiegel 203 een parabolische spiegel zijn die het licht dat wordt uitgezonden door de lamp 201 collimeert. De reflectiespiegel 203, getoond in Fig. 3, is een parabolische spiegel.

In dit geval waarin in hoofdzaak parallel licht wordt uitgezonden 5 door de lichtbron 200, is tevens een focusseerlens 202 voorzien voor het focusseren van het parallelle licht.

Het verlichtingssysteem omvat voorts een collimator-lens 206 voor het collimeren van licht dat door de lens 202 wordt gefocusseerd en dan divergeert.

10 De collimator-lens 206 wordt gebruikt om de diameter van een lichtbundel die wordt uitgezonden door de lichtbron 200 te reduceren en is zodanig geplaatst, dat een lichtbundel die wordt uitgezonden door de collimator-lens 206 een diameter heeft van ongeveer 1/5 van de diameter van de lichtbundel die door de lichtbron 200 wordt uitgezonden. Het 15 installeren van de collimator-lens 206 draagt bij aan de een miniaturisatie van een optische systeem.

Bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, is voorts een ruimtelijk filter 204, met daarin een sleuf, in het lichtpad geplaatst tussen de lichtbron 200 en de collimator-lens 206 om de divergentiehoek (of etendue) van licht 20 dat wordt uitgezonden door de lichtbron 200 te regelen. Het ruimtelijk filter 204 is in het brandpunt van de focusseerlens 202 geïnstalleerd. Het ruimtelijk filter 204 kan tevens zodanig zijn gevormd, om de breedte van de sleuf in te stellen in een kleurscheidingsrichting of een kleurenverschuifrichting.

25 Wanneer de reflectiespiegel 203 een elliptische spiegel is, wordt convergerend licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 200 gefocusseerd op het tweede brandpunt van de elliptische spiegel 203 en divergeert vervolgens. De focusseerlens 202 wordt in dit geval derhalve niet gebruikt. De collimator-lens 206, voor het collimeren van een divergerend licht, wordt 30 zodanig geplaatst, dat een bundel die wordt uitgezonden door de collimator- 1025827- 10 lens 206 een diameter heeft van ongeveer 1/5 van de diameter van de bundel die wordt uitgezonden door de lichtbron 200. Het ruimtelijk filter 204 is in het tweede brandpunt van de elliptische spiegel 203 geplaatst.

Wanneer de etendue van het optische systeem of de 5 divergentiehoek van het invallende licht door het ruimtelijk filter 204 wordt geregeld zoals hierboven beschreven, kunnen de kleurbalken nauwkeurig worden gescheiden om de kwaliteit van het beeld te verbeteren. Licht van de lichtbron 200 dat divergeert met een hoek die groter is dan een acceptatiehoek van het optische systeem kan zorgen dat de kleurbalken ten 10 dele overlappen. Het ruimtelijk filter 204 verwijdert daarom licht dat divergeert met een hoek die groter is dan de acceptatiehoek van het optische systeem, zodat de kleurbalken nauwkeurig kunnen worden gescheiden.

Ook wanneer een vloeibaar-kristalscherm (LCD) wordt gebruikt als de lichtklep 240, kan een beeldsignaal vloeiend worden verwerkt door de 15 afmetingen van de kleurbalken te reduceren door de breedte van de sleuf van het ruimtelijk filter 204 te regelen voor het vormen van zwarte balken. Met ander woorden, wanneer kleurbalken achtereenvolgens worden verschoven, is het LCD mogelijk niet in staat om achtereenvolgend beeldsignalen te verwerken die elke keer dat de kleurbalken worden 20 gewijzigd veranderen . In dit geval is een tijdsperiode nodig tussen kleurbalken om een beeldsignaal te verwerken. Om deze tijdsperiode te verkrijgen, worden zwarte balken gebruikt tussen naburige kleurbalken. De zwarte balken kunnen worden gevormd door de breedte van de sleuf van het ruimtelijk filter 204 adequaat te regelen.

25 Etendue geeft een optische behouden grootheid weer in een optisch systeem. Gegeven dat een lichtbron een startpunt van het optische systeem is en een lichtklep een object van het optisch systeem is, geldt dat wanneer de etendue van de lichtbron groter is dan die van het gehele optische systeem, de afmetingen van kleurbalken worden vergroot. Kleuren kunnen 30 derhalve vermengen aan grenzen tussen kleurbalken. Anderzijds, wanneer 1025827- 11 de etendue van de lichtbron kleiner is dan die van het gehele optische systeem, nemen de afmetingen van de kleurbalken af en worden zwarte balken gevormd tussen kleurbalken. Aangezien het ruimtelijk filter 204 de etendue van de lichtbron kan regelen, kan vermenging van kleuren op de 5 grenzen tussen kleurbalken worden verhinderd. Ook kunnen, indien gewenst, zwarte balken worden gevormd tussen kleurbalken.

Het ruimtelijk filter 204 kan een andere structuur hebben, afhankelijk van zijn doel. Het ruimtelijk filter 204 kan, bijvoorbeeld, zijn ingericht om de afmeting van elk van de kleurbalken afzonderlijk aan te 10 passen, waardoor een kleurengamma wordt verbeterd en een kleurbalans wordt aangepast.

De kleurenscheider 220 omvat een veelvoud van dichroïsche filters, namelijk eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R, voor het op basis van golflengte scheiden van wit licht dat wordt 15 uitgestraald door de lichtbron 200.

Fig. 3 toont een voorbeeld waarbij de kleurenscheider 220 respectievelijk eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R omvat, voor het reflecteren van een blauwe (B) bundel, een groene (G) bundel en een rode (R) bundel, zodat wit licht dat is uitgestraald door de 20 lichtbron 200 wordt gescheiden in B, G en R bundels. In Fig. 3 zijn de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R parallel aan elkaar geïnstalleerd. De kleurenscheider 220 kan echter een andere structuur hebben.

Met andere woorden kunnen de eerste, tweede en dèrde dichroïsche 25 filters 220B, 220G en 220R van de kleurenscheider 220 schuin zijn geplaatst onder verschillende hoeken ten opzichte van elkaar. De kleurenscheider 220 kan ook worden vervangen door een optische pijp die een veelvoud van dichroïsche prisma's omvat. Elk van de dichroïsche prisma's omvat een dichroïsch filter dat onder een hoek is geïnstalleerd ten opzichte van licht 1025627- i_ 12 dat door de lichtbron 200 wordt uitgezonden en een invallende kleurenbundel reflecteert.

In Fig. 3 is additioneel eveneens een prisma 221 opgenomen tussen de verschuifeenheid 210 en de kleurenscheider 220 om invallend licht naar 5 de kleurenscheider 220 door te zenden, zonder het lichtpad te wijzigen. Het prisma 221 is optioneel.

De eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R reflecteren respectievelijk de B, G en R bundels en laten alle andere kleuren bundels door.

10 Bijvoorbeeld, indien de kleurenscheider 220 die de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R omvat, wit licht ontvangt van de lichtbron 200, reflecteert het eerste dichroïsche filter 220B een B bundel van het witte licht en laat tegelijkertijd R en G bundels door. Het tweede dichroïsche filter 220G reflecteert de G bundel van de bundel die 15 wordt doorgelaten door het eerste dichroïsche filter 220B en laat, tegelijkertijd, de R bundel door. Het derde dichroïsche filter 220R reflecteert de R bundel die wordt doorgelaten door het tweede dichroïsche filter 220G.

De volgorde waarin de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R zijn geplaatst kan variëren.

20 Bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, zijn de eerste, tweede en derde dichroïsche filters 220B, 220G en 220R op een interval geplaatst, dat zodanig is bepaald dat de B, G en R bundels die worden verkregen door de kleurenscheider 220 identieke lens-cellen van een eerste vliegenooglens 231 kunnen binnengaan zonder met elkaar te vermengen.

25 Wanneer een één-paneel kleurenbeeldweergavesysteem een kleurenverschuif-techniek gebruikt, kan het de hchtefficiëntie geven die wordt verschaft door een drie-panelen projectiesysteem.

Bij de kleurenverschuif-techniek wordt wit licht gescheiden in een veelvoud van kleurenbundels, bijvoorbeeld R, G en B bundels. De 30 kleurenbundels worden simultaan naar verschillende locaties op de 1025827- 13 lichtklep 240 gestuurd om een veelvoud van kleurbalken te vormen, en de kleurbalken worden met een constante snelheid verschoven, zodat een veelvoud van kleurenbundels elk pixel van de lichtklep 240 kan bereiken, waardoor een kleurenbeeld wordt gevormd.

5 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 240. Aangezien een beeld niet kan worden geproduceerd totdat elk van de R, G, B kleurenbundels elk pixel van een lichtklep bereikt, worden 10 de kleurbalken met een constante snelheid bewogen door kleurenverschuifiniddelen.

Het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding omvat de verschuifeenheid 210 om dergelijk kleurenverschuiven te bereiken.

Het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding omvat 15 voorts eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 die zijn geplaatst in het lichtpad tussen de verschuifeenheid 210 en de lichtklep 240. Een relaylens 237 is voorts geïnstalleerd tussen de tweede vliegenooglens 235 en de lichtklep 240.

Het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding omvat 20 voorts eerste en tweede cilinderlenzen 205 en 207 die respectievelijk voor en achter de verschuifeenheid 210 zijn geplaatst, zodat een bundel met een gereduceerde breedte, zoals getoond in Fig. 4, door de verschuifeenheid 210 kan passeren. De eerste cilinderlens 205 reduceert de breedte van een invallende lichtbundel slechts in één richting, zodat een bundel die op de 25 verschuifeenheid 210 valt een doorsnede kan hebben in de vorm van een doos waarvan de breedte smal is, zoals getoond in Fig. 4. Dienovereenkomstig kan lichtverlies worden gereduceerd, en kan de bundel die wordt doorgelaten door de verschuifeenheid 210 worden hersteld naar zijn originele breedte door de tweede cilinderlens 207.

1025827- 14

Zoals getoond in Fig. 4 omvat de verschuifeenheid 210 ten minste een lens-cel, zoals lens-cellen 211a-211d. De verschuifeenlieid 210 verschuift een veelvoud van kleurenbundels door een rotatie van de lens-cellen 211a-21 ld om te zetten in de rechtlijnige beweging van een gebied van de lens-5 cellen 211a-211d waar doorheen licht passeert.

In Fig. 4 is de verschuifeenheid 210 een schijf, waarop de lens-cellen 211 spiraalvormig zijn aangebracht om een effect te verkrijgen waarbij een rotatie van de verschuifeenheid 210 een rechtlijnige beweging van een lenzenreeks simuleert.

10 Zoals getoond in Fig. 4, zijn de lens-cellen 211a-211d, wanneer ze spiraalvormige zijn aangebracht om verschuifeenheid 210 te vormen, bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, aangebracht op gelijke intervallen en hebben identieke doorsneden.

Zoals getoond in Fig. 5 kunnen de lens-cellen 211a-211d van de 15 verschuifeenheid 210 cirkelvormige boogdoorsneden hebben. Als alternatief kunnen de lens-cellen 211a-211d van de verschuifeenheid 210 optische brekingselementen of optische hologramelementen zijn.

Elk van de lens-cellen 211a-211d van de verschuifeenheid 210 focusseert licht dat wordt uitgestraald door de lichtbron 200 en verschuift 20 kleurbalken, zoals hieronder beschreven, bij een rotatie van de verschuifeenheid 210.

Wanneer de verschuifeenheid 210 die de spiraalvormige lens-cellen 211a-211d omvat, wordt geroteerd door een motor, wordt de rotatie van de spiraalvormige lens-cellen 211a-211d geconverteerd in een rechtlijnige 25 beweging van de lenzenreeks zodat het verschuiven wordt uitgevoerd.

Met andere woorden, aangezien de lens-cellen 211a-211d spiraalvormig zijn aangebracht is, wanneer de schijfvormige verschuifeenheid 210 met een constante snelheid met de klok mee wordt geroteerd, vanuit het gezichtspunt van de bundel L, die door een specifieke 30 locatie van de verschuifeenheid 210 passeert, te zien dat de cilindrische 1025827- 15 lenzenreeks rechtlijnig naar buiten beweegt met een constante snelheid. Door het roteren van de schijf in een richting met de klok mee of tegen de klok in, lijkt de rechtlijnige beweging van de lenzenreeks naar buiten of naar binnen naar het centrum van de verschuifeenheid 210 te zijn.

5 Aangezien een bundel met een door de eerste cilinderlens 205 gereduceerde breedte, zoals getoond in de rechthoek in Fig. 4, door de verschuifeenheid 210 passeert, kan een effect worden verkregen, waarbij de bundel L lijkt te passeren door een lenzenreeks die rechtlijnig beweegt.

Wanneer de verschuifeenheid 210 met een constante snelheid 10 roteert, worden derhalve de R, G en B bundels, verkregen door de kleurenscheider 220, afzonderlijk verschoven en aldus worden de kleurbalken op de lichtklep 240 verschoven.

In het geval waarin de verschuifeenheid 210 wordt gebruikt, kan continuïteit en consistentie van het verschuiven van kleuren worden 15 gegarandeerd, aangezien de verschuifeenheid 210 continu in één richting roteert zonder de rotatierichting te wijzigen om het verschuiven uit te voeren. Additioneel wordt de verschuifsnelheid van de kleurbalken constant gehouden, aangezien de enkele verschuifeenheid 210 een veelvoud van kleurbalken kan verschuiven.

20 Het aantal spiraalvormige lens-cellen 211 op de verschuifeenheid 210 of de rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 210 kunnen worden geregeld om de verschuifeenheid 210 te synchroniseren met de werkfrequentie van de lichtklep 240. Dat wil zeggen, wanneer de werkfrequentie van de lichtklep 240 hoog is, zijn meer lens-cellen 211 25 opgenomen, zodat de verschuifsnelheid kan worden geregeld om sneller te zijn terwijl de rotatiesnelheid van de verschuifeenheid 210 constant wordt gehouden. De verschuifsnelheid kan ook worden geregeld om sneller te zijn door het aantal lens-cellen 211 uniform te houden en de rotatiefrequentie van de verschuifeenheid 210 te verhogen.

1025827- 16

Onder verwijzing naar Fig. 3, omvat het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding de verschuifeenheid 210, die een enkele schijf omvat. De verschuifeenheid 210 kan echter worden vervangen door een verschuifeenheid 210', die een veelvoud van schijven omvat, waarbij op elke 5 schijf ten minste een lens-cel is gevormd zoals getoond in Fig. 6.

Zoals getoond in Fig. 6 omvat de verschuifeenheid 210' eerste en tweede schijven 210a' en 210b' die op een vooraf bepaalde afstand ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. De eerste schijf 210a' is gevormd door ten minste een lens-cel 211 spiraalvormig aan te brengen en verschuift een 10 invallende bundel. De tweede schijf 210b' is eveneens gevormd door ten minste een lens-cel 211 spiraalvormig aan te brengen, zoals bij de eerste schijf 210a', om de divergentiehoek van licht dat is uitgezonden door de eerste schijf 210a' te corrigeren. Elk van de eerste en tweede schijven 210a' en 210b' is in hoofdzaak dezelfde als de enkele schijf van de 15 verschuifeenheid 210 van Fig. 4.

Bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, is een glazen staaf 212 geïnstalleerd tussen de eerste en tweede schijven 210a' en 210b' om de divergentiehoek van licht dat is uitgezonden door de eerste schijf 210a' te regelen. Het gebruik van de glazen staaf 212 staat toe dat een bundel die 20 door de lens-cellen van de eerste schijf 210a' is geconvergeerd, zonder te divergeren wordt overgebracht naar de tweede schijf 210b'.

De eerste en tweede schijven 210a' en 210b' worden gesteund door een beugel 215, zodat ze met een uniforme snelheid kunnen worden geroteerd door een aandrijfbron 214.

25 Zoals hierboven beschreven, kan de verschuifeenheid 210 worden gevormd door twee schijven, op elk waarvan ten minste een lens-cel spiraalvormig is aangebracht, op een identieke aandrijfas te plaatsen, zodat het verschuiven van kleuren wordt uitgevoerd. Uiteraard kan in dit geval de verschuifsnelheid van de kleurbalken constant worden gehouden. De 30 verschuifeenheid 210 kan verscheidene structuren hebben. De 1025827- 17 verschuifeenheid 210 kan bijvoorbeeld een cilinder zijn, waarbij op de buitenomtrek lens-cellen spiraalvormig zijn aangebracht.

Een kenmerk van het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding is dat de verschuifeenheid 210 wordt gevormd door een enkel 5 lichaam dat een veelvoud van kleurenbundels kan verschuiven.

Zoals getoond in Fig. 3, is de verschuifeenheid 210 geïnstalleerd tussen de lichtbron 200 en de kleurenscheider 220, wanneer de dichroïsche filters van de kleurenscheider 220 parallel ten opzichte van elkaar zijn geïnstalleerd. Een bundel die door de verschuifeenheid 210 is geconvergeerd 10 wordt gescheiden op basis van kleur door de kleurenscheider 220. Aangezien lichtpaden van de gescheiden kleurenbundels verschillende lengten hebben ten gevolge van de selectieve reflectie door de dichroïsche filters van de kleurenscheider 220, kunnen de gescheiden kleurenbundels de eerste vliegenooglens 231 binnentreden zonder te worden vermengd.

15 Anderzijds, indien de dichroïsche filters van de kleurenscheider 220 scheef zijn geplaatst onder verschillende hoeken, of indien een optische pijp wordt gebruikt als de kleurenscheider 220, wordt de verschuifeenheid 210 tussen de kleurenscheider 220 en de lichtklep 240 geplaatst.

De lens-cellen van de eerste vliegenooglens 231 corresponderen 20 één-op-één met die van de tweede vliegenooglens 235 en de lens-cellen van elk van de eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 corresponderen één-op-één met de lens-cellen 211 van de verschuifeenheid 210.

Bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, is de eerste vliegenooglens 231 nabij een brandvlak van de verschuifeenheid 210 25 geplaatst, zodat de kleurenbundels waarin een bundel door de verschuifeenheid 210 passeert en is gescheiden door de kleurenscheider 220 op elk van de lens-cellen van de eerste vliegenooglens 231 kunnen vallen zonder te vermengen.

In dit geval vallen de gescheiden kleurenbundels op verschillende 30 locaties van elk van de lens-cellen van de eerste vliegenooglens 231.

_ 1025827- 18

Terwijl de kleurenbundels door de eerste vliegenooglens 231 passeren, wordt elk van de kleurenbundels van een convergente bundel in een divergente bundel veranderd, en de kleurenbundels worden gecombineerd en gecollimeerd door de tweede vliegenooglens 235.

5 De relaylens 237 geeft de gecollimeerde kleurenbundels van de eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 door, zodat de gecollimeerde kleurenbundels op verschillende locaties op de lichtklep 240 kunnen vallen en kleurbalken vormen. In Fig. 3 is de relaylens 237 een enkele lens. De relaylens 237 kan echter een lenzengroep van twee of meer lenzen zijn.

10 Wanneer de eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 en de relaylens 237 zijn inbegrepen, wordt licht dat is geconvergeerd door de verschuifeenheid 210 in één-op-één correspondentie doorgegeven door de eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 en het doorgegeven licht wordt gefocusseerd op de lichtklep 240 via de relaylens 237, zodat balken 15 van verschillende kleuren worden gevormd op de lichtklep 240.

De eerste cilinderlens 205 reduceert de breedte van een bundel die is uitgezonden door de lichtbron 200, zodat een lichtbundel met een gereduceerde breedte op de verschuifeenheid 210 kan vallen. De tweede cilinderlens 207 herstelt de bundel met een gereduceerde breedte die door 20 de verschuifeenheid 210 wordt doorgelaten naar zijn originele toestand.

Wanneer de eerste cilinderlens 205 voor de verschuifeenheid 210 is geïnstalleerd, zodat een lichtbundel die door de lichtbron 200 is uitgezonden en door de eerste cilinderlens 205 in breedte is gereduceerd, zoals getoond in de rechthoek van Fig. 4, door de verschuifeenheid 210 passeert, wordt een 25 effect verkregen waardoor de bundel L lijkt te passeren door de lenzenreeks die rechtlijnig beweegt.

Aldus, aangezien de verschuifeenheid 210 met een constante snelheid roteert, worden de R, G en B bundels, verkregen door de kleurenscheider 220, herhaaldelijke verschoven, en aldus worden de i 30 kleurbalken op de lichtklep 240 verschoven.

1025827- 19

Fig. 7A toont de dwarsdoorsnede van een bundel L' die invalt op de verschuifeenheid 210 zonder door de eerste cilinderlens 205 te passeren. Bundel L' heeft een breedte W'. Fig. 7B toont de dwarsdoorsnede van een bundel L die een breedte W heeft die is gereduceerd door de eerste 5 cilinderlens 205 en die vervolgens op de verschuifeenheid 210 valt. In het geval van de bundel L', dat wel zeggen wanneer een bundel die door de verschuifeenheid 210 passeert relatief breed is, komt de gekromde vorm van de spiraalvormige lens-cel 211 niet overeen met die van de bundel L' en is er derhalve lichtverlies.

10 Om het lichtverlies te minimaliseren, is de eerste cilinderlens 205 voorzien om de bundel L met een gereduceerde breedte te produceren, zoals getoond in Fig. 7B. De vorm van de spiraalvormige lens-cel 211, zoals getoond in Fig. 7B, lijnt beter uit met die van de bundel L. Dientengevolge wordt het lichtverlies gereduceerd door het gebruik van de eerste 15 cilinderlens 205.

Met andere woorden kan het lichtverlies worden gereduceerd door de breedte van de bundel te regelen met de eerste en tweede cilinderlenzen 205 en 207.

Onder verwijzing naar Fig. 3 regelt de lichtklep 240 20 kleurenbundels die in een balkvorm worden ontvangen volgens een beeldsignaal, waarbij een kleurenbeeld wordt gevormd.

In het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding is de lichtklep 240 bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, van een polarisatie-afhankelijke soort. Een reflecterende LCD, bijvoorbeeld een 25 reflecterend vloeibaar-kristal op silicium (LCO), kan worden gebruikt als de lichtklep 240.

Kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep 240, bijvoorbeeld R, G en B kleurbalken worden verschoven als de verschuifeenheid 210 roteert. Wanneer de beeldinformatie voor elk van de pixels van de lichtklep 30 gesynchroniseerd met de beweging van de kleurbalken wordt verwerkt, 1025827“ 20 wordt een kleurenbeeld gevormd. Het kleurenbeeld dat is gevormd door de lichtklep 240 wordt vergroot door de projectielenseenheid 255 en op een scherm 260 geprojecteerd.

De PBS 250 laat invallend licht door of reflecteert het afhankelijk 5 van de polarisatie, om licht dat wordt ontvangen van het verlichtingssysteem naar de lichtklep 240 te leiden en om licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 240 naar de projectielenseenheid 255 te leiden.

De PBS 250 laat bijvoorbeeld een lichtbundel met een eerste 10 lineaire polarisatie door van het licht dat wordt ontvangen van het verlichtingssysteem, zodat de lichtbundel met de eerste lineaire polarisatie kan doorgaan naar de lichtklep 240. De PBS 250 reflecteert een lichtbundel met een tweede lineaire polarisatie, die orthogonaal is met de eerste lineaire polarisatie, van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 240, zodat de 15 lichtbundel met de tweede lineaire polarisatie kan doorgaan naar de projectielenseenheid 255.

Indien het licht dat door de PBS 250 wordt ontvangen van het verlichtingssysteem niet 100% is gepolariseerd in de eerste lineaire richting, maar wat licht omvat met de tweede lineaire polarisatie, kan de PBS 250 20 het ontvangen licht met de tweede polarisatie en het licht met de eerste lineaire polarisatie van het licht dat is ontvangen van het verlichtingssysteem reflecteren. De PBS 250 kan tevens wat licht met de eerste lineaire polarisatie en licht met de tweede lineaire polarisatie van het licht ontvangen door de lichtklep 240 reflecteren. Dit is omdat de 25 extinctieratio van de PBS 250 niet nul kan zijn, zoals welbekend is.

Aangezien de vervaardigingskosten van de PBS 250 toenemen indien de extinctieratio verbetert, is het moeilijk voor de PBS 250 om een hoge kwaliteit extinctieratio te hebben.

Ten minste een polariserend element, bijvoorbeeld polariserende 30 elementen 251 en 253, is geïnstalleerd om slechts licht met een specifieke 1025827“ 21 polarisatie door te laten om de kleurzuiverheid en het contrast van een beeld te vergroten.

Het polariserende element 251 of 253 is geplaatst ofwel op het pad van licht dat gaat van de lichtbron 200 naar de PBS 250 of het pad van licht 5 dat is gereflecteerd door de lichtklep 140 naar de projectielenseenheid 155 via de PBS 250.

In Fig. 3 zijn de polariserende elementen 251 en 253 respectievelijk geplaatst op het pad van licht dat gaat van de lichtbron 200 naar de PBS 250 en het pad van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 240 naar 10 de projectielenseenheid 255 via de PBS 250.

Het polariserende element 251, dat is geplaatst op het pad van licht dat gaat van de lichtbron 200 naar de PBS 250, dient als een polarisator zodat slechts licht met de eerste lineaire polarisatie op de PBS 250 valt. Het licht met de eerste lineaire polarisatie wordt door de PBS 250 15 doorgelaten naar de lichtklep 240.

Het polariserende element 253, dat is geplaatst op het pad van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep 240 naar de projectielenseenheid 255 via de PBS 250, dient als een analysator, zodat slechts licht met de tweede lineaire polarisatie van licht dat wordt 20 gereflecteerd door de lichtklep 240 en weer door de PBS 250 kan worden doorgelaten naar de projectielenseenheid 255.

Bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, omvat het verlichtingssysteem voorts een polarisatieconversiesysteem (PCS) 236 voor het converteren van een in hoofdzaak ongepolariseerde lichtbundel die 25 wordt uitgezonden door de lamp-type lichtbron 200 in een lichtbundel met één enkele lineaire polarisatie, dat wil zeggen de eerste lineaire polarisatie. In Fig. 3 is de PCS 236 tussen de tweede vliegenooglens 235 en de relaylens 237 geplaatst. De positie van de PCS 236 kan echter variëren. De PCS 236 kan bijvoorbeeld tussen de lichtbron 200 en de verschuifeenheid 210, of 30 tussen het ruimtelijk filter 204 en de collimatorlens 206 zijn geplaatst.

1025827- 22

De bij benadering ongepolariseerde lichtbundel die wordt uitgestraald door de door de lamp-type lichtbron 200 omvat licht met één polarisatie en licht met de andere polarisatie in een verhouding van ongeveer 50 : 50. Zoals welbekend is op het gebied van de onderhavige 5 uitvinding, converteert de PCS 236 de in hoofdzaak ongepolariseerde lichtbundel naar een lichtbundel met één enkele polarisatie. Hier betekent de in hoofdzaak ongepolariseerde lichtbundel dat de verhouding van licht met één polarisatie tot licht met de andere polarisatie niet exact 50 : 50 is, maar enigszins kan variëren. Dienovereenkomstig moet de polarisatie van 10 licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 200 op deze wijze worden geïnterpreteerd in de specificatie.

De PCS 236 omvat bijvoorbeeld een PBS, een reflectielichaam en een half-lambda plaat. Zoals geopenbaard in Amerikaanse octrooipublicatie nr. 2002/0191154 Al, kan de PCS 236 een kleine PBS, een reflectielichaam 15 en een half-lambda plaat omvatten die in een array zijn geplaatst. Als alternatief kan de PCS 236 een enkele PBS, een enkel reflectielichaam en een enkele half-lambda plaat omvatten.

De PBS van de PCS 236 laat een lichtbundel door met één lineaire polarisatie van licht dat wordt ontvangen van de lichtbron 200 en reflecteert 20 een lichtbundel met de andere lineaire polarisatie. Het reflectielichaam reflecteert de lichtbundel die is gereflecteerd door de PBS terug, zodat de terug gereflecteerde lichtbundel parallel aan de door de PBS doorgelaten lichtbundel kan gaan. De half-lambda plaat is bijvoorbeeld geïnstalleerd op het pad van de lichtbundel met de andere lineaire polarisatie en converteert 25 de lichtbundel met de andere lineaire polarisatie in de lichtbundel met de polarisatie die wordt doorgelaten door de PBS. Dientengevolge straalt de PCS 236 een lichtbundel uit met één enkele polarisatie, bijvoorbeeld een lichtbundel met de eerste lineaire polarisatie.

De half-lambda plaat kan bijvoorbeeld een tweede lineaire 30 polarisatie van licht met een specifieke golflengte exact wijzigen naar een 1025827- 23 eerste lineaire polarisatie. De half-lambda plaat kan echter een tweede lineaire polarisatie van licht met een golflengte die anders is dan de specifieke golflengte niet exact naar de eerste lineaire polarisatie wijzigen. Een percentage van de tweede lineaire polarisatie dat wordt gewijzigd naar 5 de eerste lineaire polarisatie kan variëren afhankelijk van de golflengte van het licht. Zoals hierboven beschreven kan de PBS niet perfect slechts de lichtbundel met één lineaire polarisatie doorlaten of de lichtbundel met de andere lineaire polarisatie reflecteren. De lichtbundel die wordt doorgelaten door de PBS omvat wat licht met de andere lineaire polarisatie. Evenzo 10 omvat de lichtbundel die wordt gereflecteerd door de PBS wat licht met één lineaire polarisatie. Ten gevolge van deze eigenschappen van de half-lambda plaat en de PBS kunnen lichtbundels van alle golflengten die door de lichtbron 200 worden uitgezonden niet perfect worden gewijzigd in lichtbundels met één enkele polarisatie.

15 Hoewel de PCS 236 is opgenomen in het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding, is het licht dat wordt uitgezonden door het verlichtingssysteem en op de PBS 250 valt niet 100% het licht met de eerste lineaire polarisatie.

Aangezien echter het beeldweergavesysteem volgens de huidige 20 uitvinding ten minste een polariserend element omvat (bv. het polariserende element 251 of 253), dat dient als een polarisator en/of een analysator, kan elke invloed van een lichtbundel die niet de eerste lineaire polarisatie heeft van de PCS 236 worden verhinderd.

Dientengevolge kan, indien ten minste een polariserend element 25 (bv. het polariserende element 251 of 253) is opgenomen om als een polarisator en/of een analysator te dienen, de kleurzuiverheid en het contrast van een beeld worden verhoogd. Ook kan, ten gevolge van het gebruik van de PCS 236, vrijwel al het licht dat wordt uitgestraald door de lichtbron 200 worden gebruikt, waardoor de lichtefficiëntie wordt verhoogd.

1025827- 24

In het beeldweergavsysteem volgens de huidige uitvinding zijn de polariserende elementen 251 en 253 bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, niet-absorberende polariserende elementen.

Fig. 8 toont absorptie en transmissie van licht afhankelijk van een 5 polarisatierichting in een algemeen absorberend polariserend element. Fig.

9 toont reflectie en/of transmissie van licht afhankelijk van een polarisatierichting in een niet-absorberend polariserend element.

In Fig. 8 laat een absorberend polariserend element aan de linkerzijde slechts licht door dat is gepolariseerd in een verticale richting, en 10 laat een absorberend polariserend element aan de rechterzijde slechts licht door dat is gepolariseerd in een horizontale richting. In Fig. 9 laat een niet-absorberend polariserend element aan de linkerzijde slechts licht door dat is gepolariseerd in een verticale richting, en laat een niet-absorberend polariserend element aan de rechterzijde slechts licht door dat is 15 gepolariseerd in een horizontale richting.

Zoals getoond in Fig. 9 is elk van de polariserende elementen 251 en 253 die zijn voorzien in een beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding bij voorkeur, maar niet noodzakelijkerwijs, een niet-absorberend polariserend element dat licht met één polarisatie doorlaat en licht met de 20 andere polarisatie (d.w.z. ongebruikt licht) reflecteert, dat wil zeggen, een niet-absorberend polariserend element dat gewenst licht doorlaat en ongewenst licht reflecteert. Het niet-absorberende polariserende element kan een draadrooster polarisator zijn, zoals geopenbaard in Amerikaans octrooischrift nr. 6,122,103, of een reflecterende polarisator zoals 25 geopenbaard in Amerikaans octrooischrift nr. 6,025,897. Als alternatief kan het niet-absorberende polariserende element een algemene PBS zijn.

Een draadrooster polarisator wordt gevormd door geleidende draadroosters op regelmatige intervallen op een transparant substraat aan te brengen. De draadrooster polarisator reflecteert licht met één polarisatie 30 van invallend licht en laat licht met de andere polarisatie door. Indien de 1025827,3 25 draadrooster polarisator wordt gebruikt als een polariserend element is het onder een hoek geplaatst. Een reflecterende polarisator wordt gevormd door een isotroop materiaal aan te brengen en laat licht met één polarisatie door en reflecteert licht met de andere polarisatie.

5 Als alternatief kan een absorberend polariserend element, zoals j getoond in Fig. 8, worden gebruikt als een polariserend element voorzien in het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding.

Een niet-absorberend polariserend element, zoals een draadrooster polarisator of een reflecterende polarisator, kan worden gebruikt niet 10 slechts als een polarisator en/of een analysator maar tevens als de PBS van de PCS 236. De draadrooster polarisator kan eveneens worden gebruikt als de PBS 250.

Een werking van het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding zal nu worden beschreven onder verwijzing naar het optische 15 systeem van Fig. 3.

Ten eerste wordt in hoofdzaak ongepolariseerd wit licht dat wordt uitgezonden door de lichtbron 200, door de focusseerlens 202 gefocusseerd, en wordt de invalshoek of etendue van het gefocusseerde witte licht geregeld door het ruimtelijk filter 204. Licht dat passeert door het ruimtelijk filter 20 204 wordt door de collimatorlens 206 gecollimeerd. De breedte van het gecollimeerde licht wordt gereduceerd door de eerste cilinderlens 205, en licht met de gereduceerde breedte valt op de verschuifeenheid 210.

Licht dat wordt doorgelaten door de verschuifeenheid 210 wordt gescheiden in R, G en B bundels, bijvoorbeeld door de kleurenscheider 220.

25 De R, G en B bundels vallen op verschillende locaties op elk van de lenscellen van de eerste vliegenooglens 231 die nabij een brandvlak van de verschuifeenheid 210 is geplaatst. De eerder gereduceerde breedte van het licht wordt op dit moment teruggebracht naar de originele breedte door de tweede cilinderlens 207.

1025827- 26

Terwijl de R, G en B bundels door de eerste vliegenooglens 231 passeren, worden ze gewijzigd van convergente bundels naar divergente bundels. De divergente R, G en B bundels worden gecombineerd door de tweede vliegenooglens 235 en tevens gecollimeerd door de tweede 5 vliegenooglens 135 om parallelle bundels te vormen.

De parallelle R, G en B bundels, die door de eerste en tweede vliegenooglenzen 231 en 235 zijn gepasseerd, worden door de PCS 236 veranderd in R, G en B bundels met een enkele lineaire polarisatie. De R, G en B bundels met een enkele lineaire polarisatie passeren door de relaylens 10 237 en vallen op verschillende locaties op de lichtklep 240, waardoor R, G en B kleurbalken worden gevormd.

Meer specifiek wordt slechts een lichtbundel met een eerste lineaire polarisatie, bijvoorbeeld van het licht dat door de relaylens 237 is gepasseerd, doorgelaten door het polariserende element 251, dat als een 15 polarisator dient, en wordt wederom doorgelaten door de PBS 250 naar de lichtklep 240. Wanneer de lichtklep 240 een polarisatie-afhankelijke beeldscherminrichting is, zoals een reflecterende LCD, wordt de polarisatie van een lichtbundel die wordt gereflecteerd door de lichtklep 240 aangepast volgens een beeldsignaal. Vervolgens wordt een lichtbundel met een tweede 20 lineaire polarisatie, die correspondeert met het beeldsignaal van de lichtbundel die is gereflecteerd door de lichtklep 240, gereflecteerd door de PBS 250, passeert door het polariserende element 253, dat als een analysator dient, en wordt naar de projectielenseenheid 255 geleid. De lichtbundel met de tweede lineaire polarisatie wordt vergroot door de 25 projectielenseenheid 255 en op het scherm 260 geprojecteerd.

De R, G en B kleurbalken die zijn gevormd op de lichtklep 240 worden verschoven met een rotatie van de verschuifeenheid 210.

Met andere woorden, als de verschuifeenheid 210, waarop ten minste een lens-cel spiraalvormig is aangebracht, roteert, lijkt een gebied 30 van de lenzenreeks waar doorheen licht passeert rechtlijnig te bewegen 1025827- 27 oiwel dichter of verder van het rotatiecentrum van de verschuifeenheid 210.

Voorts, als kleurbalken eerst in een R, G en B volgorde op de lichtklep 240 zijn gevormd, veranderen locaties op de eerste vliegenooglens 231 waarop de R, G en B bundels vallen met de rotatie van de verschuifeenheid 210 en 5 verandert, dienovereenkomstig, de R, G en B volgorde naar een G, B en R volgorde. De G, B en R volgorde verandert naar de B, R en G volgorde en de B, R en G volgorde verandert terug naar de R, G en B volgorde. Dergelijk verschuiven wordt periodiek herhaald.

Wanneer de verschuifeenheid 210 wordt geroteerd synchroon met 1 i 10 een beeldsignaal dat de lichtklep 240 op een pixel-voor-pixel basis regelt, worden de R, G en B kleurbalken verschoven om een kleurenbeeld te vormen.

Zoals hierboven beschreven, wordt de afmeting van het projectiesysteem gereduceerd, aangezien een beeldweergavesysteem volgens 15 de huidige uitvinding alle kleurbalken kan verschuiven met een enkele verschuifeenheid en dienovereenkomstig een enkele-plaat structuur kan hebben die een enkele lichtklep gebruikt.

Aangezien het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding ten minste een polariserend element omvat als een polarisator 20 en/of een analysator, kunnen de kleurzuiverheid en het contrast van een kleurenbeeld worden verbeterd.

Wanneer het beeldweergavesysteem volgens de huidige uitvinding een PCS omvat, kan vrijwel al het licht dat wordt uitgezonden door een lamp-type lichtbron worden gebruikt, waardoor de lichtefficiëntie wordt 25 verhoogd.

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 vorm en details daarin kunnen worden gemaakt zonder af te wijken van het 102582¾ 28 wezen en de omvang van de huidige uitvinding zoals gedefinieerd door de navolgende conclusies.

j j 1025827,5

Claims (20)

1. Beeldweergavesysteem, omvattende: een verlichtingssysteem voorzien van: een lichtbron, een kleurenscheider die een invallende lichtbundel scheidt op basis 5 van kleur, en een verschuifeenheid, voorzien van ten minste een lens-cel die een rotatie van de lens-cel converteert naar een rechtlijnige beweging van een gebied van de lens-cel waar doorheen licht passeert; een lichtklep, 10 die kleurenbundels verwerkt, waarin de lichtbundel die is uitgezonden door het verlichtingssysteem is gescheiden en die worden verschoven, volgens een ingangsbeeldsignaal, en die een kleurenbeeld vormt; een polariserende bundelscheider die invallende lichtbundels doorlaat of 15 reflecteert afhankelijk van polarisatie, zodat een lichtbundel die is ontvangen van het verlichtingssysteem doorgaat naar de lichtklep en zodat een lichtbundel die is gereflecteerd door de lichtklep doorgaat naar een projectielenseenheid; en ten minste een polariserend element, dat is geïnstalleerd in ten minste een 20 van een pad van licht dat gaat van de lichtbron naar de polariserende bundelscheider en een pad van licht dat wordt gereflecteerd door de lichtklep en naar de projectielenseenheid gaat via de polariserende bundelscheider en dat slechts een lichtbundel met een specifieke polarisatie doorlaat.

2. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de lichtklep een reflecterend vloeibaar-kristalscherm is. 1025827:1

3. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij het ten minste ene polariserende element een niet-absorberend polariserend element is.

4. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 3, waarbij het ten minste ene polariserende element één van een draadrooster polarisator, een 5 reflecterende polarisator en een polariserende bundelscheider is.

5. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 4, waarbij het ten minste ene polariserende element ten minste een is van een polarisator die is geïnstalleerd tussen het verlichtingssysteem en de polariserende bundelscheider en een analysator die is geïnstalleerd tussen de 10 polariserende bundelscheider en de projectielenseenheid.

6. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 3, waarbij het ten minste ene polariserende element ten minste een is van een polarisator die is geïnstalleerd tussen het verlichtingssysteem en de polariserende bundelscheider en een analysator die is geïnstalleerd tussen de 15 polariserende bundelscheider en de projectielenseenheid.

7. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij het polariserende element een polarisator is die is geïnstalleerd voor de polariserende bundelscheider en/of een analysator die is geïnstalleerd tussen de polariserende bundelscheider en de projectielenseenheid.

8. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij het verlichtingssysteem voorts een polarisatieconversiesysteem omvat dat een lichtbundel die is uitgezonden door de lichtbron converteert naar een lichtbundel met één enkele lineaire polarisatie.

9. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de ten minste 25 ene lens-cel van de verschuifeenheid spiraalvormig is gevormd.

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

11. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de ten minste ene lens-cel van de verschuifeenheid een cilinderlens is. 1025827-

12. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 9, waarbij de verschuifeenheid een schijf is.

13. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de verschuifeenheid een schijf is.

14. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij wanneer de verschuifeenheid roteert, een lenzenreeks rechtlijnig beweegt in een richting dichter bij of ver van een rotatiecentrum van de verschuifeenheid.

15. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, voorts omvattende eerste en tweede vliegenooglenzen die zijn geïnstalleerd tussen de 10 verschuifeenheid en de lichtklep en die elk een veelvoud van lens-cellen omvatten die corresponderen met de lens-cellen van de verschuifeenheid, zodanig dat lichtbundels die passeren door de verschuifeenheid in een één-op-één correspondentie worden doorgelaten.

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

17. Projectiesysteem volgens conclusie 15, voorts omvattende een 20 veelvoud van cilinderlenzen die voor en achter de verschuifeenheid zijn geplaatst om de breedte van een lichtbundel die op de verschuifeenheid valt te regelen.

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

19. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de kleurenscheider een veelvoud van reflecterende dichroïsche filters omvat om een lichtbundel die is uitgezonden door de lichtbron te scheiden op basis van 30 golflengte. 102582¾

20. Beeldweergavesysteem volgens conclusie 1, waarbij de kleurenscheider de lichtbundel die is uitgezonden door de lichtbron scheidt in een veelvoud van kleurenbundels door het selectief reflecteren van hcht met een specifieke golflengte van de hchtbundel die is uitgezonden door de 5 hchtbron. 102582