NL1028966C2

NL1028966C2 - Projectiebeeldscherm.

Info

Publication number: NL1028966C2
Application number: NL1028966A
Authority: NL
Inventors: Won-Yong Lee; Young-Chol Lee; Kirill Sokolov; Ky-Hoon Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2009-05-07
Also published as: US7267441B2; KR20050111490A; US20050259224A1; BRPI0501836A; CN1700055A; JP4707453B2; NL1028966A1; JP2005338827A; CN100394251C; KR100601678B1

Description

Titel: Projectiebeeldscherm

Verwijzing naar gerelateerde aanvragen

[0001] De onderhavige aanvraag beroept zich op de Koreaanse octrooiaanvraag nr. 10-2004-0036638, ingediend op 22 mei 2004 bij het Koreaanse Bureau voor de Intellectuele Eigendom, waarvan de inhoud door verwijzing hierin in zijn geheel is 5 opgenomen.

Achtergrond van de uitvinding 1. Gebied van de uitvinding.

[0002] Het onderhavige algemene inventieve concept heeft betrekking op een 10 projectiebeeldscherm dat een meervoud van lichtbundels met verschillende kleuren moduleert teneinde geschikt te zijn voor beeldinformatie en de gemoduleerde lichtbundels versterkt en projecteert om een kleurenbeeld af te beelden.

2. Beschrijving van de gerelateerde techniek.

[0003] Projectiebeeldschermen omvatten optische modulatoren voor het 15 moduleren van licht om dit geschikt te maken voor beeldinformatie en belichtingseenheden voor het belichten van de optische modulatoren. Een metaal halide lamp, een superhoogspanningskwiklamp, of soortgelijke zijn gebruikt als een belichtingseenheid. Deze lampen hebben echter een korte levensduur van op z'n hoogst enkele duizenden uren. Zodoende moeten, wanneer conventionele 20 projectiebeeldschermen die deze lampen omvatten gebruikt worden, deze lampen frequent worden vervangen door nieuwe. Bovendien heeft de belichtingseenheid kleurenraderen nodig om door deze lampen uitgezonden wit licht te verdelen in rood (R), groen (G), en blauw (B) lichtbundels waardoor de belichtingseenheden worden vergroot.

25 [0004] Onlangs zijn projectiebeeldschermen die compacte lichtbronnen gebruiken zoals lichtemitterende diodes (LEDs) in ontwikkeling genomen. Japanse octrooipublicaties nummers 2001-305658 en 2003-186110 openbaren projectiebeeldschermen die LEDs gebruiken. LEDs zenden relatief minder licht uit dan een metaal halide lamp of een super-hoogspanningskwiklamp. Dientengevolge 1028968- 2 wordt een reeks van LEDs gebruikt als een lichtbron voor een projectiebeeldscherm. Om de hoeveelheid op een scherm invallend effectief licht te vergroten, wordt het licht gecollimeerd voordat het door een LED uitgezonden licht op een optische modulator wordt geprojecteerd. In dit geval wordt de lichtcondenserende opbrengst gedegradeerd 5 ten gevolge van lenzen die moeten worden opgenomen in een condenserend optisch systeem.

Samenvatting van de uitvinding

[0005] Het onderhavige algemene inventieve concept voorziet in een 10 projectiebeeldscherm omvattende een compact belichtingssysteem dat een lange levensduur heeft.

[0006] Additionele aspecten en voordelen van het onderhavige algemene inventieve concept zullen deels in het navolgende deel van de beschrijving uiteen worden gezet en zullen, deels, duidelijk zijn van de beschrijving of door toepassing van 15 het algemene inventieve concept worden onderkend.

[0007] De voorgaande en/of andere aspecten en voordelen van het onderhavige algemene inventieve concept worden bereikt door te voorzien in een projectiebeeldscherm omvattende eerste tot derde lichtbroneenheden om respectievelijk eerste tot derde lichtbundels met verschillende kleuren uit te stralen, 20 een lichtpad combinerende eenheid om paden van de eerste tot derde lichtbundels te combineren, een optische modulator voor het overeenkomstig beeldinformatie sequentieel moduleren van de eerste tot derde lichtbundels en een projectie-lenseenheid om de gemoduleerde lichtbundels te vergroten en te projecteren op een scherm. De lichtpad combinerende eenheid omvat eerste en tweede prisma's. Het 25 eerste prisma omvat eerste en tweede invaloppervlakken waardoor de eerste respectievelijk tweede lichtbundels invallen, een eerste emissieoppervlak en een eerste selectief reflectieoppervlak om de tweede lichtbundel uit te zenden naar het eerste emissieoppervlak. Het tweede prisma omvat een derde invaloppervlak waardoor de derde bundel invalt, een vierde invaloppervlak waardoor de door het 30 eerste emissieoppervlak uitgezonden eerste en tweede lichtbundels invallen, een tweede emissieoppervlak en een tweede selectief reflectieoppervlak om de derde lichtbundel te reflecteren en de eerste en tweede lichtbundels naar het tweede emissieoppervlak te zenden.

1028968^ 3

[0008] Een deflectieprisma om de looprichting van het licht te veranderen, kan worden verschaft in ten minste een van ruimtes tussen de eerste lichtbroneenheid en het eerste invaloppervlak, tussen de tweede lichtbroneenheid en het tweede invaloppervlak en tussen de derde lichtbroneenheid en het derde invaloppervlak. Een 5 luchtspleet kan worden gevormd aan elk van een invalzijde en een emissiezijde van het deflectieprisma.

[0009] Elk van de eerste tot derde lichtbroneenheden omvat ten minste een optische module. De optische module omvat een collimator, welke een eerste reflectieoppervlak in een parabolische vorm heeft, en een compacte lichtbron, die zich 10 in de nabijheid van een focusspoor van het eerste reflectieoppervlak bevindt. De collimator kan verder een tweede reflectieoppervlak met een vlakke vorm omvatten, geplaatst tegenover het eerste reflectieoppervlak, met een venster waardoor het door de compacte lichtbron uitgezonden licht binnenkomt. De collimator kan verder een derde reflectieoppervlak aan een rand van het venster omvatten dat onder een hoek 15 staat ten opzichte van het tweede reflectieoppervlak. Het tweede reflectieoppervlak kan onder een hoek staan ten opzichte van een hoofdas van het eerste reflectieoppervlak. De compacte lichtbron kan zodanig worden geplaatst dat een optische as van de compacte lichtbron ten opzichte van de hoofdas onder dezelfde hoek staat als een hoek die het tweede reflectieoppervlak maakt ten opzichte van de 20 hoofdas.

[0010] De voorgaande en/of andere aspecten en voordelen van het onderhavige algemene inventieve concept worden eveneens bereikt door te voorzien in een projectiebeeldscherm omvattende eerste tot derde lichtbroneenheden voor het uitstralen van respectievelijk eerste tot derde lichtbronnen met verschillende kleuren, 25 een lichtpad combinerende eenheid om de lichtpaden van de eerste tot derde lichtbundels te combineren, een aan een emissiezijde van de lichtpad combinerende eenheid geplaatste integrator om een vlak licht met een homogene lichtintensiteit te vormen, een optische modulator om sequentieel de eerste tot derde door de integrator uitgezonden lichtbundel overeenkomstig beeldinformatie te moduleren en een 30 projectielenseenheid om de gemoduleerde lichtbundels te vergroten en te projecteren op een scherm. Elk van de eerste tot derde lichtbroneenheden omvat ten minste een module. De optische module omvat een collimator met een eerste reflectieoppervlak in 1028966- 4 een parabolische vorm en een compacte lichtbron geplaatst in de nabijheid van een focuspunt van het eerste reflectieoppervlak.

[0011] De lichtpad combinerende eenheid omvat eerste en tweede in een V-vorm opgestelde dichroïsche filters die respectievelijk de eerste en derde lichtbundels 5 reflecteren. De eerste en tweede lichtbroneenheden zijn geplaatst aan een transmissiezijde en een reflectiezijde respectievelijk van het eerste dichroïsche filter. De derde lichtbroneenheid is geplaatst aan een reflectiezijde van de tweede dichroïsche filter.

10 Korte beschrijving van de tekeningen

[0012] Deze en/of aspecten en voordelen van het onderhavige algemene inventieve concept zullen duideüjk en beter gewaardeerd worden uit de navolgende beschrijving van de uitvoeringsvormen in combinatie met de bijgevoegde tekeningen waarin: 15 [0013] FIG. 1 een schematisch diagram is dat een projectiebeeldscherm volgens een uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert;

[0014] FIG. 2 een perspectivisch aanzicht is van een optische module volgens een uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept;

[0015] FIG. 3 een zijaanzicht is van FIG. 2; 20 [0016] FIG. 4 een zijaanzicht is van een optische module volgens een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept;

[0017] FIG. 5 een perspectivisch aanzicht is van een optische module volgens nog een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept;

[0018] FIG. 6 een zijaanzicht is van FIG. 5; 25 [0019] FIG. 7 een perspectivisch aanzicht is van de lichtbroneenheid welke een reeks van optische modules is;

[0020] FIG. 8 een aanzicht is dat een structuur van een lichtpad combinerende eenheid volgens een uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert; 30 [0021] FIG. 9A en 9B de werking van een luchtspleet illustrerende aanzichten zijn; 1028966- 5

[0022] FIG. 10 een schematisch diagram is dat een projectiebeeldscherm volgens een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert;

[0023] FIG. 11 een schematisch diagram toont dat een projectiebeeldscherm 5 volgens een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert; en

[0024] FIG. 12A en 12B aanzichten zijn die een degradatie illustreren van een lichtcondenserende efficiency van een optisch systeem dat lenzen gebruikt.

10 Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen

[0025] Verwezen wordt nu in detail naar de uitvoeringsvormen van het onderhavige algemene inventieve concept, waarvan voorbeelden in de bijgevoegde tekeningen worden geïllustreerd, waarin steeds gelijke verwijzingscijfers verwijzen naar gelijke elementen. De uitvoeringsvormen worden navolgend beschreven onder 15 verwijzing naar de figuren teneinde het algemene inventieve concept nader uit te leggen.

[0026] Verwijzend naar FIG. 1, een projectiebeeldscherm volgens een uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept omvat eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, HOG, 110B om respectievelijk eerste tot derde 20 lichtbundels R, G en B uit te zenden, een lichtpad combinerende eenheid 120 om lichtpaden van de eerste tot derde lichtbundels R, G en B te combineren, een optische modulator 170 om sequentieel eerste tot derde lichtbundels R, G en B overeenkomstig met beeldinformatie te moduleren en een projectielenseenheid 180 om de eerste tot derde gemoduleerde lichtbundels R, G en B te vergroten en te projecteren op een 25 beeldscherm F. Dit projectiebeeldscherm is een enkelpaneels projectiebeeldscherm dat een enkele optische modulator 170 gebruikt. De optische modulator 170 in de onderhavige uitvoeringsvorm is een digitale microspiegel apparaat (DMD), Zoals in FIG. 7 geïllustreerd, is elk van de eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, 110G, 110B een reeks van een meervoud van optische modules 101 van FIG. 2 of een reeks 30 van optische modules 102 van FIG. 5.

[0027] FIG. 2 is een perspectivisch aanzicht van de optische module 101 volgens een uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept. FIG. 3 is een zijaanzicht van FIG. 2. Verwijzend naar FIGn. 2 en 3 omvat de optische module 101 1028966- 6 een collimator 30 en een compacte lichtbron 10. De compacte lichtbron 10 omvat ten minste een LED, die een parabolische vorm heeft. De compacte lichtbroneenheid 10 bevindt zich in de nabijheid van een focuspunt (F) van het eerste reflecterende oppervlak 21. In de onderhavige uitvoeringsvorm is het reflecterende oppervlak 21 5 gevormd door een uiteinde van een glasstaaf 24, welke een hexaeder is, te bewerken tot een parabolisch oppervlak en een buitenzijde van het parabolische oppervlak te voorzien van een reflectiecoating. De collimator 30 kan verder een tweede reflectieoppervlak 22 met een vlakke vorm omvatten. Het tweede reflectieoppervlak 22 is zodanig gevormd dat deze naar het eerste reflectieoppervlak 21 toe is gekeerd.

10 Het tweede reflectieoppervlak 22 heeft een venster, waardoor licht van de compacte lichtbron 10 wordt geïntroduceerd. Het tweede reflecterende oppervlak 22 kan worden gevormd door een reflectiebehandeling uit te voeren op een vlak dat naar het eerste reflecterende oppervlak 21 van de glasstaaf 24 is gekeerd, met uitzondering van het venster G. In de onderhavige uitvoeringsvorm is de compacte lichtbron 10 zodanig 15 geplaatst dat zijn optische as 11 loodrecht ligt op een hoofdas 26. Dit beperkt echter niet de omvang van het onderhavige algemene inventieve concept. In een andere uitvoeringsvorm geïllustreerd in FIG. 4, kan de collimator 30 verder een derde reflectieoppervlak 23 aan het rand van het venster G omvatten. Het derde reflecterende oppervlak 23 staat onder een hoek ten opzichte van het tweede 20 reflecterende oppervlak 22.

[0028] In de definitie van het eerste reflecterende oppervlak 21 is een term 'parabolische vorm' gebruikt, welke niet alleen een parabol met een conische coëfficiënt (K) van -1 aanduidt. De term 'parabolische vorm' zoals ten minste hierin gebruikt, duidt een a-sfeer aan met een K waarde van -0.4 tot -2.5, en bij voorkeur, - 25 0.7 tot —1.6. De conische coëfficiënt K van het eerste reflecterende oppervlak 21 kan geschikt worden geselecteerd uit het hierboven beschreven bereik teneinde licht uitgezonden door de compacte lichtbron 10 te collimeren met een stralingshoekbereik dat het mogelijk maakt een object effectief te belichten met het licht. Navolgend zal het eerste reflecterende oppervlak 21 waarvan de vorm van de doorsnede omvattende 30 de hoofdas 26 een parabolische vorm is met een K waarde van -1 worden beschreven.

[0029] De compacte lichtbron 10 straalt lichtbundels uit onder een stralingshoek A tussen ongeveer 0° en 180°. Het eerste reflecterende oppervlak 21 is parabolisch en de compacte lichtbron 10 bevindt zich in de nabijheid van een focuspunt F. Zodoende 1028960¾ 7 wordt een onder een stralingshoek A groter dan een apertuurhoek B van het eerste reflecterende oppervlak 21 uitgestraalde lichtbundel Ll gereflecteerd door het eerste reflecterende oppervlak 21 teneinde parallel te zijn met de hoofdas 26. Tengevolge van totale reflectie door het eerste reflecterende oppervlak 21 reist de eerste 5 lichtbundel Ll in de glazen staaf 24 en wordt uitgezonden door een lichtemitterend oppervlak 25. Een door de compacte lichtbron 10 onder een stralingshoek A kleiner dan de apertuurhoek B uitgestraalde lichtbundel L2 valt niet in op het eerste reflecterende oppervlak 21 maar wordt direct voortgeplant in de glazen staaf 24. De collimator 30 collimeert dus een lichtbundel die van de compacte lichtbron 10 onder 10 de stralingshoek A tussen 0° en 180° straalt teneinde onder een emissiehoek tussen 0 en de apertuurhoek B te emitteren.

[0030] De compacte lichtbron 10 kan niet zodanig worden geplaatst dat een stralingsbron zich exact in het focuspunt F bevindt. Zodoende kunnen sommige door de compacte lichtbron 10 gestraalde lichtbundels door het eerste reflecterende 15 oppervlak 21 naar het tweede reflecterende oppervlak 22 en niet naar de glazen buis 24 worden gereflecteerd. Het tweede reflecterende oppervlak 22 reflecteert dan een inkomende bundel L3 naar het lichtemitterende oppervlak 25 teneinde de lichtopbrengst te verbeteren. Het derde reflecterende oppervlak 23 reflecteert een lichtbundel L4 met een stralingshoek kleiner dan de apertuurhoek B naar het eerste 20 reflecterende oppervlak 21 teneinde de collimatie-opbrengst te verbeteren.

[0031] De opbrengstdegradatie van een optisch systeem dat lenzen gebruikt, wordt nu in nader detail beschreven onder verwijzing naar figuren 12A en 12B waarin respectievelijk een enkele LED en een LED reeks zijn gebruikt. In een paraxiaal gebied blijft het product van de afmeting en hoek van een beeld behouden. Zodoende 25 is het product van de uitzendgebied van een LED en de steradiaal van de uitzendhoek van de LED een behoudswaarde welke een "etendue" wordt genoemd. Wanneer de etendue minder is dan het product van het gebied van een optische modulator en een van een F waarde van een projectielenseenheid berekende steradiaal, neemt de lichtcondenserende opbrengst toe.

30 [0032] Zoals in FIG. 12A is getoond, wanneer de enkele LED wordt gebruikt, kan het product van het emissiegebied en de steradiaal Ul van de LED gelijk zijn aan het product van het emissiegebied en de steradiaal Up van de optische modulator. Zoals in FIG. 12B getoond is, wanneer de LED reeks wordt gebruikt, het 1028960- 8 emissieoppervlak ΣΦι, van de LED reeks groter dan het emissiegebied van de enkele LED van FIG. 12A. Hier is de steradiaal Ul van de uitzendhoek van de LED gelijk aan de steradiaal Ul van de LED reeks en het uitzendgebied Φρ van de optische modulator van FIG. 12B is gelijk aan het uitzendgebied Φρ van de optische modulator 5 van FIG. 12A. Zodoende is, teneinde de etendue te behouden, de steradiaal Up' van de uitzendhoek van de optische modulator van FIG. 12B groter dan de steradiaal Up van de optische modulator van FIG. 12A. Dientengevolge wordt, wanneer de LED reeks zoals getoond in FIG. 12B gebruikt wordt, licht verloren hetgeen resulteert in een afnemende lichtcondenserende opbrengst en luminantie van het 10 projectiebeeldscherm.

[0033] In plaats van lenzen te gebruiken, gebruikt de optische module 101 het eerste reflecterende oppervlak 21 om de lichtbundels uitgezonden door de compacte lichtbron 10 te collimeren. Zodoende kunnen de lichtbundels met een hoge opbrengst worden gecollimeerd zonder de opbrengstdegradatie tengevolge van lenzen. Aangezien 15 de optische module 101 kan worden ontworpen met een zeer kleine afmeting, zijn de lichtbroneenheden 110R, 110G en 110B kleiner dan conventionele lampen, zelfs ondanks dat een aantal optische modules 101 is opgesteld. Tengevolge van de collimatie van licht wordt de hoeveelheid licht die effectief door de projectielenseenheid 180 geprojecteerd kan worden vergroot om daardoor de 20 lichtopbrengst te verbeteren.

[0034] FIG. 5 is een perspectivisch aanzicht van een optische module 102 volgens nog een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept. FIG. 6 is een zijaanzicht van FIG. 5. Verwijzend naar FIGn. 5 en 6, heeft de optische module 102 een tweede reflectieoppervlak 22 dat onder een hoek D staat ten 25 opzichte van de hoofdas 26 van het eerste reflecterende oppervlak 21. De compacte lichtbron 10 is zodanig geïnstalleerd dat de optische as 11 in hoofdzaak of bijna loodrecht op het tweede reflecterende oppervlak 22 staat. Als resultaat daarvan staat de optische as 11 van de compacte lichtbron 10 onder een hoek ten opzichte van de hoofdas 26 van het eerste reflecterende oppervlak 21. Door deze structuur kan de 30 afmeting van een apertuur van de optische module 102 worden verminderd.

Verwijzend naar FIG. 6, duidt verwijzingsteken API de afmeting van het apertuur van de in FIG. 2 t/m 4 getoonde optische module 101 aan, waarin het tweede reflecterende oppervlak 22 parallel is met de hoofdas 26. Verwijzingsteken AP2 duidt 4028966- 9 de afmeting van het apertuur van de optische module 102 aan. Zoals getoondin FIG. 6, is klaarblijkelijk de afmeting AP2 van het apertuur van de optische module 102 kleiner dan de afmeting API van het apertuur van de optische module 101. De reductie in de afmeting van een apertuur heeft als voordeel dat het een aantal 5 compacte optische modules 101 (of 102) mogelijk maakt. Met andere woorden aangezien veel optische modules 102 in een smalle ruimte kunnen worden opgesteld, kan de hoeveelheid door elke van de eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, 110G en 110B uitgezonden licht worden vergroot. Ook kunnen, wanneer deze een identieke lichthoeveelheid hebben, de afmetingen van de eerste tot derde lichtbroneenheden 10 110R, 110G en 110B worden verminderd. Elk van de in FIG. 7 getoonde eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, 110G en 110B is een reeks van optische modules 102.

[0035] In de boven beschreven uitvoeringsvormen gebruikt elk van de optische modules 101 en 102 de glasstaaf 24. Hoewel niet getoond, zijn de eerste en tweede reflecterende oppervlakken 21 en 22 elk gevormd door een parabolisch oppervlak te 15 vormen aan een uiteinde van een holle optische tunnel en de binnenzijde van het parabolisch oppervlak te voorzien van een reflectiecoating.

[0036] FIG. 8 is een aanzicht dat een structuur van een lichtpad combinerende eenheid 120 in meer detail illustreert. De lichtpad combinerende eenheid 120 omvat eerste en tweede prisma's 120a en 120b. Het eerste prisma 120a omvat eerste en 20 tweede invaloppervlakken 121 en 122, waardoor eerste respectievelijk tweede lichtbundels R en G invallen, een eerste emissieoppervlak 124 en een eerste selectief reflectieoppervlak 123 welke de eerste lichtbundel R reflecteert en de tweede lichtbundel G uitzendt, zodat de eerste en tweede lichtbundels R en G naar het eerste emissieoppervlak 124 reizen. Een tweede prisma 120b omvat een derde 25 invaloppervlak 125, waardoor een derde lichtbundel B invalt, een vierde invaloppervlak 126 waardoor de eerste en tweede lichtbundels R en G invallen, een tweede emissieoppervlak 128 en een tweede selectief reflectieoppervlak 127 dat de derde lichtbundel B reflecteert en de eerste en tweede lichtbundels R en G doorzendt zodat de eerste, tweede en derde lichtbundels R, G en B naar het tweede 30 emissieoppervlak 128 reizen.

[0037] De eerste tot derde door respectievelijk de eerste tot derde lichtbroneenheden 110R, 110G en 110B uitgezonden lichtbundels R, G en B vallen op respectievelijk de eerste tot derde invaloppervlakken 121, 122 en 125 in. Verwijzend 1028960*! 10 naar FIG. 1, zijn de eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, 110G en 110B op elkaar gejuxtaponeerd. Een deflectieprisma 190 om een verplaatsingsrichting van het licht te veranderen zodat de eerste lichtbundel R invalt op het eerste invaloppervlak 121, is geïnstalleerd tussen de eerste lichtbroneenheid 110R en het eerste invaloppervlak 5 121. Een ander deflectieprisma 190 om een verplaatsingsrichting van licht te veranderen zodanig dat een derde lichtbundel B invalt op het derde invaloppervlak 125, is geïnstalleerd tussen de derde lichtbroneenheid 110B en het derde invaloppervlak 125. Lichtspleten kunnen worden gevormd aan inval- en emissiezijde van het deflectieprisma 190. Verwijzend naar FIG. 1, zijn transparante 10 lichtgeleidingsdelen 191 tussen het deflectieprisma 190 en het eerste invaloppervlak 121 geïnstalleerd en tussen het andere deflectieprisma 190 en een derde invaloppervlak 125. In dit geval zijn het deflectieprisma 190 en het lichtgeleidingsdeel 191 op enige afstand van elkaar. Bij voorkeur zijn het lichtgeleidingsdeel 191 en het eerste invaloppervlak 121 op enige afstand van elkaar en het andere 15 lichtgeleidingsdeel 191 en het derde invaloppervlak 125 op enige afstand van elkaar. De luchtspleten voorkomen een lichtverlies. Als er, zoals geïllustreerd in FIG. 9A, geen luchtspleten zijn, dan worden een naar de lichtbroneenheid HOR (110B) terugkerende lichtbundel L5 en een het lichtgeleidende deel 191 penetrerende en naar buiten projecterende lichtbundel L6 gegenereerd. Als er, zoals geïllustreerd in FIG.

20 9B, luchtspleten gevormd zijn, wordt een totale reflectieconditie bewerkstelligd dankzij een verschil tussen de refractie indices van een luchtspleet en een deflectieprisma 190, zodanig dat het licht niet lekt.

[0038] In deze structuur wordt de eerste lichtbundel R gereflecteerd door het eerste selectief reflectieoppervlak 123, passeert door het tweede selectief 25 reflectieoppervlak 127 en wordt dan uitgezonden door het tweede emissieoppervlak 128. De tweede lichtbundel G passeert door het eerste en tweede selectief reflectieoppervlak 123 en 127 en wordt dan uitgezonden door het tweede emissieoppervlak 128. De derde lichtbundel B wordt gereflecteerd door het tweede selectief reflectieoppervlak 126 en wordt dan uitgezonden door het tweede 30 emissieoppervlak 128. Op deze wijze worden de paden van de eerste tot derde lichtbundels R, G en B gecombineerd.

[0039] Door de lichtpad combinerende eenheid 120 uitgezonden lichtbundels vallen in op een integrator 140. De integrator 140 vormt een vlak licht met een 1028966- 11 homogene lichtintensiteit. De integrator kan ofwel een glazen buis met rechthoekige doorsnedes of een optische tunnel die een inwendig reflectieoppervlak heeft, zijn. Verwijzend naar FIG. 1, omvat het projectiebeeldscherm verder ten minste een condenserende lens 130 om de door de lichtpad combinerende eenheid 120 5 uitgezonden lichtbundels te condenseren en de gecondenseerde lichtbundels voort te planten in de integrator 140. De door de integrator 140 uitgezonden lichtbundels vallen in op de optische modulator 170 via een totale interne reflectie (TIR) prisma 160. Een relaislens 150 vergroot of verkleint de door de integrator 140 uitgezonden lichtbundels overeenkomstig een apertuur van de optische modulator 170. De optische 10 modulator 170 moduleert de eerste tot derde lichtbundels R, G en B sequentieel teneinde overeen te stemmen met beeldinformatie. De gemoduleerde bundels worden door het TIR prisma 160 naar de projectielenseenheid 180 geleid. De projectielenseenheid 180 vergroot en projecteert de gemoduleerde bundels op een scherm S.

15 [0040] Zoals boven beschreven, gebruikt de projectiebeeldscherm volgens de uitvoeringsvorm van FIG. 1 de compacte lichtbron 110 om daardoor een extensie van de levensduur van de lichtbroneenheden 110R, 110B en 110G te bereiken. De lichtcondenserende opbrengst kan worden verbeterd door lichtbundels die door lichtbroneenheden 110 R, 110B en 110G zijn uitgezonden te collimeren met gebruik 20 van de eerste reflectieoppervlak 21 in plaats van met gebruik van lenzen. Het gebruik van een reeks of van een aantal van optische modules 101 (of 102) kan de helderheid van een beeld vergroten eri maakt ook de lichtbroneenheden HOR, 110B en 110G compact. Aangezien de paden van de lichtbundels R, B en G worden gecombineerd door de twee prisma's 120A en 120B, kan een projectiebeeldscherm met een 25 eenvoudige structuur worden verkregen.

[0041] FIG. 10 is een schematisch diagram dat een projectiedisplay volgens een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert. Het projectiebeeldscherm volgens de onderhavige uitvoeringsvorm is een modificatie van de voorgaande uitvoeringsvorm van FIG. 1, zodat het operationele effect van de 30 onderhavige uitvoeringsvorm bijna hetzelfde is als dat van de voorgaande uitvoeringsvorm. De lichtpad combinerende eenheid 120 van FIG. 10 is hetzelfde als die getoond in FIG. 8 behalve dat een tweede prisma 120c enigszins langer dan het tweede prisma 120b van FIG. 8 is opgenomen. Verwijzend naar FIG. 10 is de eerste 1028968? 12 lichtbroneenheid HOR geplaatst om een eerste lichtbundel R direct naar het eerste invaloppervlak 121 uit te zenden. De tweede lichtbroneenheid 110G zendt de tweede lichtbundel G direct uit naar het tweede invaloppervlak 122. De derde lichtbroneenheid 110B zendt de derde lichtbundel B uit naar het derde invaloppervlak 5 125 via een deflectieprisma 190 en een lichtgeleidingsdeel 191. Condenserende lenzen 130 zijn verschaft tussen de eerste lichtbroneenheid HOR en een tweede invaloppervlak 121, tussen de tweede lichtbroneenheid 110G en de tweede invaloppervlak 122 en tussen het derde lichtbroneenheid 110B en de deflectieprisma 190. In dit geval kunnen de paden van de eerste tot derde lichtbundels R, G en B van 10 de emissiezijde van de eerste tot derde lichtbroneenheden HOR, 110G en 110B naar het tweede emissieoppervlak 128 gelijke lengtes hebben zodat de door de eerste tot derde lichtbroneenheden 110R, 110G en 110B uitgezonden lichtbundels worden gecondenseerd bij een ingang van de integrator 140. De paden van de eerste tot derde lichtbundels R, G en B kunnen gelijke lengtes hebben ten gevolge van het invoegen 15 van deflectieprisma 190 en lichtgeleidingsdeel 191 tussen de derde lichtbroneenheid 110B en het derde invaloppervlak 125 en het gebruik van de tweede prisma 120c.

[0042] FIG. 11 is een schematisch diagram dat een projectiebeeldscherm volgens nog een andere uitvoeringsvorm van het onderhavige algemene inventieve concept illustreert. Dit projectiebeeldscherm is een modificatie van de uitvoeringsvorm van 20 FIG. 10, zodat het operationele effect van deze uitvoeringsvorm bijna hetzelfde is als dat van de uitvoeringsvorm van FIG. 1. Verwijzend naar FIG. 11, omvat de lichtpad combinerende eenheid 120 een eerste en tweede dichroïsche filters 120d en 120e, welke zijn opgesteld in een V-vorm. De eerste en tweede lichtbroneenheden 110R en HOG zijn geplaatst aan een transmissiezijde (TS) respectievelijk een reflectiezijde 25 (RS), van het eerste dichroïsche filter 120d, en de derde lichtbroneenheid Η0Β is geplaatst aan een reflectiezijde (RS) van het tweede dichroïsche filter 120e. Het eerste dichroïsche filter 120d reflecteert de eerste üchtbundel R en zendt de tweede lichtbundel G uit. Het tweede dichroïsche filter 120e zendt de eerste en tweede lichtbundels R en G uit en zendt de derde lichtbundel B uit. Nadat de lichtbundels R, 30 G en B door de lichtpad combinerende eenheid 120 op deze wijze passeren, hebben ze een identiek lichtpad.

[0043] Het projectiebeeldscherm volgens de hierboven beschreven uitvoeringsvormen van het onderhavige algemene inventieve concept heeft de 4028966- 13 volgende effecten. Ten eerste wordt de levensduur van lichtbroneenheden verlengd door het gebruik van een compacte lichtbron.

[0044] Ten tweede wordt de lichtcondenserende opbrengst verbeterd door het gebruik van een collimator met een a-sferisch reflectieoppervlak om door de compacte 5 lichtbronnen uitgezonden licht te collimeren.

[0045] Ten derde kan een enkelpaneels projectiebeeldscherm met een simpele structuur worden verkregen door het gebruik van prisma's of dichroïsche filters om verschillende paden van drie kleurenbundels te combineren.

[0046] Hoewel enkele uitvoeringsvormen van het onderhavige algemene 10 inventieve concept zijn getoond en beschreven, zal door degene geschoold op dit gebied worden begrepen dat in deze uitvoeringsvormen wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder de principes en geest van het algemene inventieve concept te verlaten, waarvan de omvang wordt gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies en hun equivalenten.

15 1028969·;

Claims

1. Een projectiebeeldscherm omvattende eerste tot derde lichtbroneenheden welke respectievelijk eerste tot derde lichtbundels met verschillende kleuren stralen, een lichtpad combinerende eenheid om paden van de eerste tot derde lichtbundels te combineren, een optische modulator om de eerste tot derde lichtbundels 5 overeenkomstig beeldinformatie sequentieel te moduleren en een projectielenseenheid om de gemoduleerde lichtbundels te vergroten en te projecteren op een scherm, de lichtpad combinerende eenheid omvattende: een eerste prisma omvattende eerste en tweede invaloppervlakken waardoor eerste respectievelijk tweede üchtbundels invallen, een eerste emissieoppervlak en een 10 eerste selectief reflectieoppervlak om de tweede lichtbundel naar het eerste emissieoppervlak uit te zenden; en een tweede prisma omvattende een derde invaloppervlak waardoor de derde lichtbundel invalt, een vierde invaloppervlak waarop de door het eerste emissieoppervlak uitgezonden eerste en tweede lichtbundels invallen, een tweede 15 emissieoppervlak en een tweede selectief reflectieoppervlak om de derde lichtbundel te reflecteren en de eerste en tweede lichtbundels uit te zenden naar het tweede emissieoppervlak.

2. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 1, verder omvattende een aan emissiezijde van de lichtpad combinerende eenheid geplaatste integrator om een vlak 20 licht met een homogene lichtintensiteit te vormen.

3. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 2, verder omvattende ten minste een condenserende lens om de eerste tot derde üchtbundels te condenseren en de gecondenseerde Üchtbundels voort te planten naar de integrator.

4. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 3, waarin de ten minste ene 25 condenserende lens is veschaft tussen het tweede emissieoppervlak en de integrator.

5. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 3, waarin ten minste een condenserende lens is geplaatst bij elk van ruimtes tussen de eerste lichtbroneenheid en de eerste invaloppervlak, tussen de tweede Üchtbroneenheid en het tweede invaloppervlak en tussen de derde üchtbroneenheid en het derde invaloppervlak. 1028966-

6. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 1, waarin een deflectieprisma dat een verplaatsingsrichting van licht verandert, is verschaft in ten minste een van ruimtes tussen de eerste lichtbroneenheid en het eerste invaloppervlak, tussen de tweede lichtbroneenheid en het tweede invaloppervlak, en tussen de derde 5 lichtbroneenheid en het derde invaloppervlak.

7. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 6, waarin een luchtspleet is gevormd bij elk van een invalzijde en een emissiezijde van het deflectieprisma.

8. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 7 waarin: de eerste tot derde lichtbroneenheden zijn gejuxtaponeerd; en 10 het deflectieprisma is geplaatst in elk van de ruimtes tussen de eerste lichtbroneenheid en het eerste invaloppervlak en tussen de derde lichtbroneenheid en het derde invaloppervlak.

9. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 1, waarin de optische modulator een digitaal microspiegel apparaat (DMD) is.

10. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 1, waarin elk van de eerste tot derde lichtbroneenheden ten minste een optische module omvat, welke optische module omvat: een collimator met een eerste reflectieoppervlak in een parabolische vorm; en een compacte lichtbron die zich in de nabijheid van een focuspunt van het eerste 20 reflecterende oppervlak bevindt.

11. Het projectiebeeldscherm van een van conclusies 1 tot 11, waarin de collimator verder omvat een tweede reflectieoppervlak met een vlakke vorm, geplaatst tegenover het eerste reflecterende oppervlak en met een venster waardoor licht dat door de compacte lichtbron is uitgezonden binnenkomt.

12. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 11, waarin: het tweede reflectieoppervlak onder een hoek staat ten opzichte van een hoofdas van het eerste reflecterende oppervlak; en de compacte lichtbron zodanig is geplaatst dat de optische as van de compacte lichtbron onder eenzelfde hoek staat ten opzichte van de hoofdas als een hoek 30 waarmee het tweede reflecterende oppervlak staat ten opzichte van de hoofdas.

13. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 11, waarin de collimator verder een derde reflectieoppervlak aan een rand van het venster omvat dat onder een hoek staat ten opzichte van het tweede reflecterende oppervlak. 1028966-

14 Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 6 waarin transparante lichtgeleidingsdelen zijn geïnstalleerd tussen een eerste deflectieprisma en het eerste invaloppervlak, tussen een tweede deflectieprisma en het derde invaloppervlak.

15. Een projectiebeeldscherm omvattende eerste tot derde lichtbroneenheden 5 welke respectievelijk eerste tot derde lichtbundels met verschillende kleuren uitstralen, een lichtpad combinerende eenheid om paden van de eerste tot derde lichtbundels te combineren, een aan een emissiezijde van de lichtpad combinerende eenheid geplaatste integrator om een vlak licht met een homogene lichtintensiteit te vormen, een optische modulator om eerste tot derde door de integrator uitgezonden 10 lichtbundels volgens beeldinformatie sequentieel te moduleren en een projectielenseenheid om lichtbundels te vergroten en te projecteren op een scherm, elk van de eerste tot derde lichtbroneenheden omvattende ten minste een optische module, welke optische module omvat: 15 een collimator met een eerste reflectieoppervlak in de een parabolische vorm; en een compacte lichtbron die zich in de nabijheid van een focuspunt van het eerste reflecterende oppervlak bevindt.

16. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 15, waarin de collimator verder een tweede reflectieoppervlak met een vlakke vorm omvat, dat zich tegenover het 20 eerste reflecterende oppervlak bevindt en dat een venster heeft waardoor licht dat door de compacte lichtbron is uitgezonden, binnen komt.

17. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 16 waarin: het tweede reflecterende oppervlak onder een hoek staat ten opzichte van een hoofdas van het eerste reflecterende oppervlak; en 25 de compacte lichtbron zodanig is geplaatst dat een optische as van de compacte lichtbron onder eenzelfde hoek staat ten opzichte van de hoofdas als een hoek waaronder het tweede reflectieoppervlak staat ten opzichte van de hoofdas.

18. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 16, waarin de collimator verder een derde reflectieoppervlak aan een rand van het venster omvat dat onder een hoek 30 staat ten opzichte van het tweede reflectieoppervlak.

19. Het projectiebeeldscherm volgens een van conclusies 15 tot 18, waarin: 10289605 de lichtpad combinerende eenheid eerste en tweede dichroïsche filters omvat welke in een V-vorm zijn geplaatst om de eerste respectievelijk derde lichtbundels te reflecteren; de eerste en tweede lichtbroneenheden aan een reflectiezijde respectievelijk een 5 transmissiezijde van een eerste dichroïsche filter zijn geplaatst; en de derde lichtbroneenheid is geplaatst aan een reflectiezijde van een tweede dichroïsch filter.

20. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 19, verder omvattende ten minste een condenserende lens om de eerste tot derde lichtbundels te condenseren en de 10 gecondenseerde lichtbundels voort te planten naar de integrator.

21. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 20 waarin ten minste een condenserende lens is geplaatst aan elk van ruimtes tussen de eerste lichtbroneenheid en het eerste invaloppervlak, tussen de tweede lichtbroneenheid en het tweede invaloppervlak, en tussen de derde lichtbroneenheid en het derde 15 invaloppervlak.

22. Het projectiebeeldscherm volgens conclusie 15, waarin de optische modulator en digitale microspiegel apparaat (DMD) is. 1028969·! TEKST UIT DE FIGUREN FIG. 12a: condensing lens condenserende lens 5 optical modulator optische modulator projection lens unit projectielenseenheid FIG. 12b: LED array LED reeks 10 condensing lens condenserende lens optical modulator optische modulator projection lens unit projectielenseenheid loss of light lichtverlies 10289633