NL1031720C2

NL1031720C2 - Verlichtingsysteem in staat tot aanpassen van de beeldverhouding en een projectiesysteem dat gebruik maakt van het verlichtingsysteem.

Info

Publication number: NL1031720C2
Application number: NL1031720A
Authority: NL
Inventors: Kye-Hoon Lee; Jong-Hoi Kim; Won-Yong Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2011-07-26
Also published as: KR20060125346A; CN1873469A; US20060274278A1; NL1031720A1

Description

Titel: Verlichtingsysteem in staat tot aanpassen van de beeldverhouding en een projectiesysteem dat gebruik maakt van het verlichtingsysteem

KRUISREFERENTIE NAAR GERELATEERDE OCTROOIAANVRAGE

[01] Deze aanvrage roept de prioriteit in van de Koreaanse octrooiaanvrage nr. 10-2005-0047345, ingediend op 2 juni 2005 bij het 5 Koreaanse Bureau voor de Intellectuele Eigendom, welke hierin door referentie in het geheel is op genomen.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

10 1. Gebied van de uitvinding [02] Systemen die overeenkomen met de onderhavige uitvinding hebben s betrekking op een verlichtingsysteem met een hoge lichteffïciency en contrast, welke kan functioneren op een laag vermogen gebruikmakend van 15 een lichtuitstralend element als een lichtbron, en een projectiesysteem dat gebruik maakt van het verlichtingsysteem.

2. Omschrijving van de stand der techniek 20 [03] Projectiesystemen produceren een beeld op een display paneel met gebruik van licht uitgestraald door een lichtbron en vergroten en projecteren het beeld op een scherm met behulp van een projectielenseenheid, en komen daarbij tegemoet aan eisen van kijkers voor het kijken op een groot scherm. Hoofdzakelijk worden lampen gebruikt als 25 lichtbronnen voor projectiesystemen. Echter, lampen zijn groot en duur, genereren een grote hoeveelheid warmte en hebben een korte levensduur.

1031720 2 [04] Dus kunnen projectiesystemen gebruikmaken van laserbronnen of lichtuitstralende diodes (LEDs) in plaats van lampen. LEDs zijn goedkoop en hebben een lange levensduur en daarom kunnen deze effectief worden gebruikt als lichtbronnen. Aan de andere kant verschaft één LED niet 5 genoeg helderheid, en dus wordt een meervoud van LEDs gebruikt in de vorm van een bundel.

[05] Fig. 1 illustreert een LED-bundel 10 gebruikt door een conventioneel projectiesysteem. Verwijzend naar fig. 1, omvat de conventionele LED-bundel 10 een LED-substraat 13 en een meervoud van 10 LED-chips 15 opgesteld op vooraf bepaalde intervallen op het LED-substraat 13. Elk van de LED-chips 15 heeft een vierkante vorm. Een vervormbaar spiegelelement (DMD), dat een beeld display paneel in een projectiesysteem is, omvat een meervoud van microspiegels opgesteld in twee dimensies, waarvan elke onafhankelijk aangezet of uitgezet wordt om 15 te scharnieren.

[06] Fig. 2A illustreert voortplantingspaden van licht gereflecteerd door een microspiegel 30, wanneer de microspiegel 30 wordt aangezet en uitgezet. Bijvoorbeeld een display paneel met een beeldverhouding van 16:9 heeft een lengte van 2.3 cm in een horizontale richting en 1 cm in een 20 verticale richting, en microspiegels die zijn geïnstalleerd op deze chip hebben micrometer afmetingen. Aangezien een microspiegel zo klein is dat deze wordt gemeten in microns (pm), is het moeilijk om exact de beweging van de microspiegel te bedienen. Het bereik van een hoek waarmee de microspiegel kan scharnieren, is beperkt als gevolg van de structurele 25 beperkingen van de DMD, en een divergentiehoek van licht is ook beperkt door een hellingshoek van de microspiegel.

[07] Als de microspiegel 30 wordt aangezet, is invallend licht Li invallend op de microspiegel 30 met een invalshoek a, en wordt dan gereflecteerd door de microspiegel 30 om verticaal gericht te worden richting 30 een scherm s. Hier wordt met licht, dat is gereflecteerd door de microspiegel 3 30 als de microspiegel 30 wordt aangezet om te worden gebruikt om een beeld te creëren, verwezen naar effectief licht Le, en met licht, dat wordt gereflecteerd door microspiegel 30 als de microspiegel 30 wordt uitgezet om van de projectielenseenheid af te worden gericht, verwezen naar ineffectief 5 licht Lu. Om te voorkomen dat het invallend licht Li en het effectieve licht Le met elkaar interfereren, moet een divergentiehoek van het invallend licht Li liggen tussen ± a. Bijvoorbeeld als de hoek a 12° is, dan kan de divergentiehoek van het invallend licht Li tussen ± 12° liggen. Als de microspiegel 30 wordt uitgezet, en de microspiegel 10 inmiddels is geheld in 10 de tegengestelde richting ten opzichte van wanneer de microspiegel wordt aangezet, wordt invallend licht Li geflecteerd door de microspiegel 30 om zich voort te planten in een richting anders dan de verticale as P. Ondertussen wordt met licht dat wordt gereflecteerd door een ruit 31, welke de microspiegel 30 bedekt, verwezen naar buitenste licht Lo.

15 [08] Zoals hierboven beschreven, is de divergentiehoek van het invallend licht Li beperkt om interferentie tussen het invallend licht Li en het effectieve licht Le te voorkomen. Fig. 2B illustreert het invallend licht Li, het effectieve licht Le, het buitenste licht Lo, en het ineffectieve licht Lu, geprojecteerd op hetzelfde vlak om een relatie tussen een rotatieas C van 20 een microspiegel 30 en het effectieve licht Le te tonen. Als een as loodrecht op de rotatieas C een eerste as is (X-as) en een as parallel aan de rotatieas C een tweede as is (Y-as), kunnen het invallend licht Li en het effectieve licht Le met elkaar interfereren langs de eerste as (X-as) rekening houdend met de divergentiehoek, zoals hierboven beschreven onder verwijzing naar Fig. 25 2A, maar zij kunnen niet interfereren langs de tweede as (Y-as). Dus de divergentiehoek kan een relatief grote range langs de tweede as hebben (Y-as). Als een gevolg kan de lichtefficiency worden vergroot door het vergroten van een divergentiehoek langs de tweede as (Y-as) vergeleken met de eerste 4 as X. Een elliptisch diafragma kan worden gebruikt om een divergentiehoek langs de tweede as Y te vergroten.

[09] Fig. 3A illustreert een display paneel 35 waarin een meervoud van microspiegels 30 is opgesteld in twee dimensies. Onder verwijzing naar Fig.

5 3A wordt de rotatieas C van elk van de microspiegels 30 weergegeven door een gestippelde lijn. Fig. 3B illustreert licht 40 verlicht door de conventionele LED-bundel als getoond in Fig. 1 in vergelijking met het effectieve licht 42 gevormd door het diafragma van de projectielenseenheid. De rotatieas C van de microspiegel 30 correspondeert met de Y-as. In 10 vergelijking, aangezien licht invallend op het display paneel met de LED-bundel als getoond in Fig. 1 wordt gedistribueerd op een vierkante wijze, wordt een grote hoeveelheid licht verwijderd door het diafragma zoals getoond in Fig. 3B, daarbij de lichtefficiency verlagend.

15 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

[10] De onderhavige uitvinding verschaft een verlichtingsysteem en een projectiesysteem, welke lichtefficiency en contrast kunnen vergroten door het aanpassen van een beeldverhouding van een lichtuittree-oppervlak van 20 een lichtuitstralend element fungerend als een lichtbron.

[11] Volgens een aspect van de onderhavige uitvinding, wordt een verlichtingsysteem verschaft dat licht uitstraalt op een projectiesysteem, welke een display paneel omvat waarvan het licht invallend op een projectielenseenheid wordt bestuurd in overeenstemming met de rotatie van 25 een meervoud van microspiegels en een asymmetrisch diafragma dat een hoek van effectief licht invallend van het display paneel aanpast, waarbij het verlichtingsysteem omvat: een of meerdere lichtbroneenheden, die elk een enkel lichtuitstralend element of een array van lichtuitstralende elementen omvatten en een lichtuittree-oppervlak met een eerste 30 beeldverhouding verschillend van een tweede beeldverhouding van het 5 display paneel: en een beeldverhoudingaanpassingseenheid die de eerste beeldverhouding van het licht dat door het hchtuittree-oppervlak wordt uitgestraald aanpast aan de tweede beeldverhouding.

[12] De een of meerdere lichtbroneenheden zijn een meervoud van 5 lichtbroneenheden, waarbij elke van het meervoud van lichtbroneenheden een enkel uitstralend element chip omvat, en een van het meervoud van lichtbroneenheden een eerste licht uitstraalt met een eerste golflengte en een ander van het meervoud van lichtbroneenheden een tweede licht uitstraalt met een tweede golflengte, waarbij de eerste golflengte verschilt 10 van een tweede golflengte.

[13] Elk van het meervoud van lichtbroneenheden omvat een of meerdere lichtuitstralende elementen die zijn opgesteld in twee dimensies, en een array van collimerende lenzen die licht collimeert dat is uitgestraald door de array van lichtuitstralende elementen, en waarbij een van het 15 meervoud van de lichtbroneenheden een eerste licht met een eerste golflengte uitstraalt en een ander van het meervoud van lichtbroneenheden * een tweede licht op een tweede golflengte uitstraalt, waarbij de eerste golflengte verschilt van een tweede golflengte.

[14] Wanneer een horizontale lengte van het display paneel M is, een 20 verticale lengte van het display paneel N is, een f-getal van het asymmetrische diafragma in een richting parallel aan een rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels Fnoi is en een f-getal van het asymmetrische diafragma in een richting loodrecht op de rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels Fno2, dan wordt een verhouding (a:b) 25 van een horizontale lengte en een verticale lengte van het lichtuittree- oppervlak van elk van de ene of meerdere lichtbroneenheden weergegeven door: (a:b) = (M x frjoi): (N x fk>2).

6 [15] Het verlichtingsysteem kan verder een groep van condensor lenzen omvatten, opgesteld tussen de ene of meerdere lichtbroneenheden en de beeldverhoudingaanpassingseenheid en heeft 1:1 conjugerende eigenschappen tussen een object en een beeld.

5 [16] Een beeldverhouding van een lichtuittree-oppervlak van de beeldverhoudingaanpassingseenheid kan gelijk zijn aan de tweede beeldverhouding van het display paneel.

[17] De beeldverhoudingaanpassingseenheid kan een taps toelopende lichttunnel zijn.

10 [18] De beeldverhoudingaanpassingseenheid kan een lichtinvallend vlak hebben met de eerste beeldverhouding en een lichtuittree-vlak met de tweede beeldverhouding gelijk aan dat van het display paneel.

[19] De beeldverhoudingaanpassingseenheid kan een anamorfe lens omvatten die 1:1 conjugerende eigenschappen heeft tussen een object en een 15 beeld en een lichttunnel die een lichtingangsoppervlak en een lichtuitgangsoppervlak heeft, welke in hoofdzaak dezelfde vorm hebben.

$ [20] De beeldverhoudingaanpassingseenheid kan een rechthoekig prisma omvatten, en een lichttunnel geplaatst op een optische as van licht uitgestraald door het rechthoekige prisma en een lichtingangsoppervlak en 20 een lichtuitgangsoppervlak hebben, welke hetzelfde gebied hebben.

[21] De beeldverhoudingaanpassingseenheid kan de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak aanpassen door het aanpassen van een lengte van het lichtuittree-vlak in een richting loodrecht op een rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels.

25 [22] Volgens een volgend aspect van de onderhavige uitvinding wordt een projectiesysteem verschaft dat een vergroot beeld produceert, waarbij het projectiesysteem omvat: een of meer lichtbroneenheden, die elk een enkel licht uitstralend element omvatten of een array van lichtuitstralende elementen en een lichtuittree-oppervlak met een eerste beeldverhouding, 30 die verschilt van een tweede beeldverhouding van het display paneel; een 7 beeldverhoudingaanpassingseenheid, die de eerste beeldverhouding van licht, dat is uitgestraald door een of meer lichtbroneenheden aanpast aan de tweede beeldverhouding; het display paneel omvattend een meervoud van microspiegels dat is opgesteld in twee dimensies dat een beeld produceert 5 door het roteren van het meervoud van microspiegels in overeenstemming met een ingangsbeeldsignaal en het moduleren van invallend licht; en een projectielenseenheid die een asymmetrisch diafragma omvat, welke een hoek aanpast van effectief licht invallend van het display paneel en het beeld dat is geproduceerd door het display paneel vergroot en projecteert op 10 een scherm.

[23] Het diafragma kan elliptische vorm hebben met een lange as parallel aan een rotatieas van elk van de microspiegels en een korte as loodrecht op de rotatieas van elk van de microspiegels.

[24] Het display paneel kan een rechthoekige vorm hebben met een 15 lange as parallel aan een rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels.

[25] Elk van het meervoud van microspiegels kan een vierkante vorm hebben, en de rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels kan samenvallen met een diagonale richting van elk van het meervoud van 20 microspiegels.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

[26] De bovenstaande en andere kenmerken en aspecten van de 25 onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden door het in detail beschrijven van de uitvoeringsvormen verwijzend naar de bijgevoegde tekeningen, waarin: [27] Fig. 1 een lichtuitstralende diode (LED) bundel illustreert, die wordt gebruikt door een conventioneel projectiesysteem; 8 [28] Fig. 2A voortplantingspaden illustreert van invallend licht, effectief licht, buitenste licht, en ineffectief licht gedurende het scharnieren van een microspiegel, als een vervormbaar spiegelelement (DMD) wordt gebruikt als display paneel voor het weergeven van een beeld in het projectiesysteem van 5 Fig. 1; [29] Fig. 2B het invallend licht, effectief licht, buitenste licht en ineffectief licht van Fig. 2A illustreert, dat is geprojecteerd op hetzelfde vlak; [30] Fig. 3A een DMD illustreert gebruikt als een display paneel; 10 [31] Fig. 3B effectief licht gevormd door een diafragma geïnstalleerd in een projectielenseenheid illustreert in vergelijking met licht gevormd door een verlichtingsysteem gebruikmakend van de conventionele LED-bundel van Fig. 1; [32] Fig. 4A een bovenaanzicht van een verlichtingsysteem en 15 projectiesysteem volgens een uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding toont; * [33] Fig. 4B een perspectivisch aanzicht van een beeldverhoudingaanpassingseenheid van Fig. 4A toont; [34] Fig. 5A een display paneel illustreert waarin een meervoud van 20 microspiegels is opgesteld langs een lange as; [35] Fig. 5B een display paneel illustreert waarin een meervoud van microspiegels is opgesteld langs een korte as; [36] Fig. 6 een diagram is voor het uitleggen van Lagrange Invariantie Wet; 25 [37] Fig. 7 beeldverhoudingen illustreert van respectievelijke oppervlakken van het projectiesysteem van Fig. 4A; [38] Fig. 8 een bovenaanzicht van het verlichtingsysteem van Fig. 4A is, omvattend een gemodificeerd beeldverhoudingaanpassingseenheid; 9 [39] Fig. 9 een bovenaanzicht van een verlichtingsysteem van Fig. 4A is, omvattend een volgende gemodificeerde beeldverhoudingaanpassingseenheid; [40] Fig. 10A een bovenaanzicht is van een verlichtingsysteem en 5 projectiesysteem volgens een volgend uitvoeringsvoorbeeld van een onderhavige uitvinding; [41] Fig. 10B beeldverhoudingen illustreert van respectievelijke oppervlakken van een verlichtingsysteem van 10A; [42] Fig. 11A een bovenaanzicht is van het verlichtingsysteem van Fig.

10 10A omvattend een gemodificeerde beeldverhoudingaanpassingseenheid; [43] Fig. 11B beeldverhoudingen illustreert van respectievelijke oppervlakken van het verlichtingsysteem van Fig. 11A; [44] Fig. 12 een bovenaanzicht is van het verlichtingsysteem van Fig. 10A omvattend een volgende gemodificeerde 15 beeldverhoudingaanpassingseenheid; [45] Fig. 13A een bovenaanzicht is van een verlichtingsysteem en een projectiesysteem gebruikmakend van een display paneel opgesteld langs een lange as; [46] Fig. 13B een perspectivisch aanzicht is van een 20 beeldverhoudingaanpassingseenheid gebruikt door het verlichtingsysteem van Fig. 13A; [47] Fig. 13C een vooraanzicht van een display paneel is, gebruikt door het verlichtingsysteem van Fig. 13A; en [48] Fig. 14 beeldverhoudingen illustreert van respectievelijke 25 oppervlakken van het verlichtingsysteem van Fig. 13A.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

10 [49] De onderhavige uitvinding wordt nu meer compleet beschreven onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin uitvoeringsvormen van de uitvinding worden getoond.

[50] Fig. 4A is een bovenaanzicht van een verlichtingsysteem en een 5 projectiesysteem volgens een uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding. Verwijzend naar Fig. 4A, omvat het projectiesysteem lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c waarvan elke gebruik maakt van een lichtuitstralend element als lichtbron, en een display paneel 130 dat een beeldverhouding heeft die verschilt van een lichtuittree-oppervlak van elk 10 van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c en produceert een beeld gebruikmakend van licht uitgestraald door de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c. Het verlichtingsysteem dat licht uitstraalt naar het display paneel 130 omvat ook een beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 die is opgesteld tussen de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c en het display 15 paneel 130 en verandert de beeldverhouding van het hchtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c om etendue te * behouden en lichtefficiency te vergroten. Elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c maakt gebruik van een enkele lichtuitstralend element chip of een array van lichtuitstralende elementen als een lichtbron, hetgeen 20 later wordt uitgelegd.

[51] Verwijzend naar Fig. 4A, de eerste, tweede en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, elk bestaand uit een enkele lichtuitstralend element chip zijn naar elkaar gericht en een kleurencombineerfilter 110 is opgesteld op een positie waar licht dat is 25 uitgestraald door de eerste, tweede, en derde lichtbroneenheden, 100a, 100b, en 100c samenkomt.

[52] De eerste, tweede, en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c kunnen lichtuitstralende elementen omvatten, die licht uitstralen met verschillende golflengtes, bijvoorbeeld, lichtuitstralende diodes (LEDs), die 30 respectievelijk rood licht uitstralen, groen licht, en blauw licht. Het 11 kleurencombineerfïlter 110 omvat een eerste kleurensplitsend filter 110a en tweede kleurensplitsend filter 110b, welke elkaar snijden met rechte hoeken. Het eerste kleurensplitsend filter 110a reflecteert licht van de eerste lichtbroneenheid 100a en laat licht van de andere lichtbronnen 110b 5 en 100c door. Het tweede kleurensplitsend filter 110b reflecteert licht van de derde lichtbroneenheid 110c en laat licht van de andere lichtbroneenheden 100a en 100b door. Het kleurencombineerfïlter 110 kan een kubusvorm hebben.

[53] Licht van verschillende golflengtes uitgestraald door de eerste, 10 tweede en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c plant zich voort langs hetzelfde pad door middel van het kleurencombineerfïlter 110 in de richting van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120. Een groep van condensorlenzen 115 is opgesteld tussen de eerste, tweede, en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c en de 15 beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 om licht uitgestraald door de eerste, tweede, en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c naar de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 te 1:1 conjugeren. De groep van condensorlenzen 115 condenseert licht uitgestraald door de eerste, tweede, en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c om het gedeelte van licht te 20 verminderen en om het gecondenseerde licht te verzenden naar de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120, en kan eigenschappen hebben van 1:1 conjugeren tussen een object en een beeld. Dienovereenkomstig verandert de groep van condensorlenzen 115, die de eigenschappen van 1:1 conjugeren tussen het object en het beeld heeft, een vergrotingsvermogen, 25 maar behoudt de beeldverhouding als het licht uitgestraald door de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c invallend is op de beeld verhoudingaanp assingseenheid 120.

[54] Fig. 4B is een perspectief aanzicht van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 van Fig. 4A. Verwijzend naar Fig. 30 4B, kan de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 een taps toelopende 12 lichttunnel omvatten die een lichtinvallend oppervlak 120a heeft en een lichtuittree-oppervlak 120b met een beeldverhouding die verschilt van de beeldverhouding van het lichtinvallend oppervlak 120a. Het lichtinvallend oppervlak 120a kan dezelfde beeldverhouding hebben als de eerste, tweede, 5 en derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, en het lichtuittree- oppervlak 120b kan dezelfde beeldverhouding hebben als het display paneel 130.

[55] Fig. 5A illustreert het display paneel 130 waarin een meervoud van microspiegels 132 is opgesteld in twee dimensies. Elk van de microspiegels 10 132 scharniert om een rotatieas C. Een paneel 131 heeft een zijde 130b langs een korte as (Y-as) en een zijde 130a langs een lange as (Y'-as) en heeft dezelfde beeldverhouding als een scherm. Het paneel 131 kan een beeldverhouding hebben van 4:3 of 16:9. Als de rotatieas C van elk van de microspiegels 132 parallel is aan de korte as (Y-as) van het paneel 131, zoals 15 getoond in Fig. 5A, wordt naar de microspiegels 132 verwezen als zijnde opgesteld langs de korte as (Y-as), en als de rotatieas C van elk van de $ microspiegels 132 parallel is aan de lange as (Y'-as) van het paneel 131 als getoond in Fig. 5B, wordt naar de microspiegels 132 verwezen als te zijn opgesteld langs de lange as (Y'-as). Ondanks dat de rotatieas C samenvalt 20 met een diagonale richting van elk van de microspiegels 132, kan de rotatieas C parallel zijn aan een zij richting van elk van de microspiegels 132. Ongeacht of de microspiegels 132 zijn opgesteld langs de korte as (Y-as) of de lange as (Y'-as), is het licht invallend in een richting loodrecht op de rotatieas C van elk van de microspiegels 132.

25 [56] Een reflectie-eenheid 126 is opgesteld tussen de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 en het display paneel 130 om licht te reflecteren dat door de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 passeert naar het display paneel 130. De reflectie-eenheid 126 bepaalt een hoek van invallend licht op het display paneel 130. Aangezien het bereik van de 30 invalshoek beperkt is, als beschreven onder verwijzing naar Fig. 2A, is de 13 positie van de reflectie-eenheid 126 ook beperkt door het beperkte bereik van de invalshoek. Derhalve is de reflectie-eenheid 126 opgesteld om dichtbij het display paneel 130 en de projectielenseenheid 135 te zijn. In dit geval kan licht uitgestraald door het display paneel 130 naar de 5 projectielenseenheid 135 interfereren met de reflectie-eenheid 126. Om de interferentie te reduceren, kan het display paneel 130 zijn opgesteld langs de lange as (Y'-as).

[57] Fig. 4A illustreert het projectiesysteem gebruikmakend van het display paneel 130 met de microspiegels 132, welke zijn opgesteld langs de 10 korte as (Y-as). De beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 loopt taps toe in een richting, i.e., Y-richting, loodrecht op de rotatieas C, i.e., Z-richting van de microspiegels 132. Met andere woorden, wanneer de rotatieas C een horizontale richting van een gedeelte van de beeldverhoudingaanpassingseenheid (lichttunnel) 120 is, zoals getoond in 15 Fig. 4B, zijn een horizontale lengte mi van het lichtinvallend oppervlak 120a en een horizontale lengte m2 van het lichtuittree-oppervlak 120b gelijk » aan elkaar ( mi=m2) en is een verticale lengte n2 van het lichtuittree-oppervlak 120b groter dan een verticale lengte ni van het lichtinvallend oppervlak 120a (n2>ni). De beeldverhouding mi.m van het lichtinvallend 20 oppervlak 120a kan gelijk zijn aan de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de eerste, tweede, en de derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c. De beeldverhouding m2:n2 van het lichtuittree-oppervlak 120b kan gelijk zijn aan de beeldverhouding van het display paneel 130.

25 [58] De manier van het bepalen van de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c om de lichtefficiency te verbeteren zal in detail worden uitgelegd. De beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c wordt bepaald in overeenstemming 30 met de vorm van een diafragma 133, welk is geïnstalleerd in de 14 projectielenseenheid 135, dat wil zeggen f-getal. Het diafragma 133 heeft een asymmetrische vorm als gevolg van de beperking van de hoek van licht invallend op de microspiegels 132. Bijvoorbeeld, het diafragma 133 kan een elliptische vorm hebben die een lange as heeft parallel aan de rotatieas C 5 van elk van de microspiegels 132, en een korte as loodrecht op de rotatieas C. Aangezien f-getal = (focusafstand/effectieve opening), ontstaat een f-getal-verschil in horizontale en verticale richtingen als het diafragma 133 asymmetrisch is. Het f-getal-verschil kan worden gecompenseerd door het aanpassen van de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van het 10 verlichtingsysteem gebaseerd op Lagrange Invariantie Wet, welke wordt gevarieerd voor elk van de horizontale en verticale richtingen, daarbij de lichtefficiency en het contrast verbeterend.

[59] Etendue-behoud en Lagrange Invariantie Wet zal worden uitgelegd in detail voor een beter begrip van het principe van het verbeteren van 15 lichtefficiency en contrast door het aanpassen van de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van het verlichtingsysteem. Etendue is een geometrische relatie van een optisch systeem uitgedrukt met een lichtdivergentiehoek en een sectiegebied.

[60] Een optisch systeem behoudt etendue bij een lichtinvallend 20 oppervlak en een lichtuittree-oppervlak, en een lichtuitstralend gebied en een lichtdivergentiehoek worden bepaald in overeenstemming met etendue-wetten in de voortgang gedurende welke licht, uitgestraald door de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c zich voortplant door de lichttunnel 120 naar het display paneel 130 van de projectielenseenheid 135. Als het 25 asymmetrische elliptische diafragma 133 wordt gebruikt, kan desondanks het verlichtingsysteem niet exact worden ontworpen met alleen etendue-wetten. Om een hoog efficiënt verlichtingsysteem te ontwerpen in overeenstemming met de vorm van het diafragma 133, moet Lagrange Invariantie Wet waarop de etendue-wet is gebaseerd worden gebruikt. De 30 Lagrange Invariantie Wet, welke een tweedimensionale vergelijking is, zal 15 nu worden uitgelegd onder verwijzing naar Fig. 6. Hier verwijzen n en n' respectievelijk naar fractie-indexen van punten waarop een object en een beeld worden geplaatst, i en i' verwijzen naar invalshoeken van hoofd licht invallend op een grensoppervlak, h en h' verwijzen naar groottes van het 5 object en het beeld, 1 en 1' verwijzen respectievelijk naar afstanden tussen het object en het grensoppervlak en tussen het beeld en het grensoppervlak, y verwijst naar een hoogte van licht invallend op het grensoppervlak, en 0i/2 en 0'i/2 verwijzen naar hoeken van buitenste licht.

10 nsin(i) = n'sin(i') ... (1) [61] Wanneer nh/1 = n' h' /1' verkregen gebruikmakend van sin(i) = h/1 en sin(i') = n'/l' wordt vermenigvuldigd met y, wordt de volgende vergelijking verkregen.

15 nhy _ n'h'y ^ ‘ l V “ ’ [62] Vergelijking 2 wordt uitgedrukt gebruikmakend van 0i/2 en 0'i/2 als volgt.

20 nhsin(0i/2)~n'h'sin(0'i/2) ... (3) [63] Volgens vergelijking 3, is de vermenigvuldiging van een lengte van een zijde van een objectoppervlak van een optisch systeem met een 25 lichtdivergentiehoek bijna gelijk aan de vermenigvuldiging van de lengte van een corresponderende zijde van een beeldoppervlak van het optisch systeem met een lichtdivergentiehoek. Hier correspondeert het objectoppervlak met het invallend oppervlak 120a van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120, en het beeldoppervlak 16 correspondeert met het lichtuittree-oppervlak 120b van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120. Het lichtinvallend oppervlak 120a heeft dezelfde beeldverhouding als het lichtuittree-oppervlak van elk van de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, en het 5 lichtuittree-oppervlak 120b heeft dezelfde beeldverhouding als het display paneel 130. Dienovereenkomstig is de divergentiehoekverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c tot het lichtinvallend oppervlak 120a van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 ook constant. Dat wil zeggen, 10 aangezien licht uitgestraald door de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, wordt gedivergeerd op een vierkante wijze, dat de divergentiehoek van het licht uitgestraald door het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c hetzelfde is in horizontale en verticale richtingen, zodanig dat licht invallend op het lichtinvallend 15 oppervlak 120a ook een vierkante divergentiehoek heeft.

[64] Aan de andere kant, wordt licht uitgestraald door het display * paneel 130 aangepast door de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 om een beeldverhouding te hebben die verschilt van de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c 20 zodanig dat divergentiehoeken van het licht uitgestraald door het display paneel 160 verschillend zijn in een horizontale richting (loodrecht op de rotatieas C van elk van de microspiegels 132) en in verticale richting (parallel aan de rotatieas C van elk van de microspiegels 132). De volgende vergelijking kan worden verkregen door gebruik te maken van de 25 bovenstaande geometrische relatie en Lagrange Invariantie Wet.

(horizontale lengte van het lichtuittree-oppervlak van lichtbroneenheden x verlatende divergentiehoek van lichtbroneenheden): (verticale lengte van het hchtuittree-oppervlak 30 van lichtbroneenheden x divergentiehoek van lichtbroneenheden) = 17 (horizontale lengte van display paneel x divergentiehoek in richting loodrecht op de rotatieas van microspiegels): (verticale lengte van display paneel x divergentiehoek in richting parallel aan rotatieassen van microspiegels) - .(4).

5 [65] Wanneer de uittredende divergentiehoek van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c wordt verwijderd uit vergelijking 4 en de divergentiehoek van de microspiegels 132 wordt gepresenteerd gebruikmakend van een f-getal van het diafragma 133, wordt de volgende 10 vergelijking verkregen. Een divergentiehoek in een richting parallel aan de rotatieas C van elk van de microspiegels 132 en een divergentiehoek in een richting loodrecht op de rotatieas C van elk van de microspiegels 132 kan proportioneel zijn tot de effectieve opening van het diafragma 133. Aangezien de effectieve opening van het diafragma 133 invers proportioneel 15 is aan het f-getal, als de divergentiehoek van licht op de microspiegel 132 wordt vervangen met het f-getal van het diafragma 133 in vergelijking 4, is « een horizontale lengte van het display paneel 130 M, een verticale lengte van het display paneel 130 is N, het f-getal van het diafragma 133 in een richting parallel aan de rotatieas C van elk van de microspiegels 132 is fkoi 20 en het f-getal van diafragma 133 in een richting loodrecht op de rotatieas C van elk van de microspiegels 132 is fisro2, de verhouding a:b van horizontale en verticale lengtes van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c wordt gegeven door 25 (a:b) = (Mx fNoi): (Nx fN02) ... (5).

[66] Etendue wordt behouden en lichtefficiency wordt gemaximaliseerd door mogelijk te maken dat de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, 30 afhankelijk is van het f-getal van het diafragma 133 gebaseerd op 18 vergelijking 5. Contrast wordt ook verbeterd door het bedienen van de divergentiehoek van licht invallend op het display paneel 130 in overeenstemming met de vorm van het diafragma 133. f67] Fig. 7 illustreert beeldverhoudingen van het lichtuittree-oppervlak 5 100s van elk van de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c, het lichtinvallend oppervlak 120a en het lichtuittree-oppervlak 120b van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120, en het display paneel 13 van het projectiesysteem van Fig. 4A. Ondanks dat het lichtuittree-oppervlak 100s van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 10 100c en het lichtinvallend oppervlak 120a van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 dezelfde beeldverhouding kunnen hebben en verschillende gebieden, hebben ze hetzelfde gebied voor het gemak van de uitleg. Ondanks dat het lichtuittree-oppervlak 120b en het display paneel 130 dezelfde beeldverhouding en verschillende gebieden 15 kunnen hebben, hebben ze hetzelfde gebied voor het gemak van de uitleg. Gearceerde gedeeltes in de respectievelijke oppervlakken representeren * divergentiehoeken verspreidingen. Aangezien de beeldverhouding van het lichtdoorlatend oppervlak 100s en de beeldverhouding van het lichtinvallend oppervlak 120a gelijk zijn aan elkaar, zijn de 20 divergentiehoeken van het lichtuittree-oppervlak 100s en het lichtinvallend oppervlak 120a gelijk aan elkaar. Aangezien de beeldverhoudingen van het lichtinvallend oppervlak 120a en het lichtuittree-oppervlak 120b van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 verschillend van elkaar zijn, zijn de divergentiehoeken van het lichtinvallend oppervlak 120 en het 25 lichtuittree-oppervlak 120a verschillend volgens de Lagrange Invariantie Wet.

[68] De beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 is een taps toelopende lichttunnel, welke lengte constant is in een verticale richting (Z-richting) en neemt toe in een horizontale richting (y-richting). Volgens de Lagrange 30 Invariantie Wet, wanneer een lengte toeneemt, neemt de divergentiehoek 19 af. Dienovereenkomstig wordt een divergentiehoek van licht in de y-richting (loodrecht op de rotatieas C) verminderd, zodanig dat een elliptische divergentiehoek wordt geproduceerd. De beeldverhouding en de divergentiehoek van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 zijn 5 hetzelfde als degene van het display paneel 130. Aangezien de asymmetrische divergentiehoekverspreiding samenvalt met een effectieve divergentiehoekverspreiding bepaald door het diafragma 133, wordt de lichtefficiency verbeterd.

[69] Licht uitgestraald door het lichtuittree-oppervlak 120b met de 10 asymmetrische beeldverhouding van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 120 wordt doorgelaten naar de reflectie-eenheid 126 door relay-lenzen 125, gereflecteerd door de reflectie-eenheid 126 om invallend te zijn op het display paneel 130, en doorgelaten door de projectielenseenheid 135 om te worden vergroot en geprojecteerd op 15 het scherm (niet getoond). Focuslenzen 127 en 128 worden verder opgesteld tussen het display 130 en de projectielenseenheid 135.

* [70] Fig. 8 is een bovenaanzicht van het verlichtingsysteem van Fig. 4A omvattend een gemodificeerde beeldverhoudingaanpassingseenheid. Verwijzend naar Fig. 8, omvat de beeldverhoudingaanpassingseenheid 20 anamorfe lenzen 140 en een lichttunnel 145 die een lichtinvallend oppervlak 145a heeft en een lichtuittree-oppervlak 145b die dezelfde vorm heeft. Andere elementen dan de beeldverhoudingaanpassingseenheid zijn dezelfde als degene van Fig. 4A, en dus worden deze aangegeven door dezelfde referentienummers en een gedetailleerde uitleg daarvan zal niet worden 25 gegeven. De anamorfe lenzen 140 passen een beeldverhouding aan door het veranderen van horizontale en verticale lengtes van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c en hebben 1:1 conjugerende eigenschappen. Ook hebben het lichtinvallend oppervlak 145a en het lichtuittree-oppervlak 145a van de lichttunnel 145 dezelfde 30 beeldverhouding als het display paneelpaneel 130.

20 [71] Fig. 9 is een bovenaanzicht van het verlichtingsysteem van Fig. 4A, omvattend een andere gemodificeerde beeldverhoudingaanpassingseenheid. Verwijzend naar Fig. 9, omvat de beeldverhoudingaanpassingseenheid een rechthoekig prisma 160 opgesteld op een lichtuittree-oppervlak van het 5 kleurencombineerfilter 110 en een lichttunnel 165, die een lichtuittree-oppervlak 165a en een lichtuittree-oppervlak 165b heeft, welke dezelfde vorm hebben. Het rechthoekige prisma 160 past een beeldverhouding aan van het lichtuittree-oppervlak door het verspreiden van licht uitgestraald door de lichtbroneenheden 100a, 100b, en 100c. De beeldverhouding wordt 10 aangepast door het vergroten van een lengte van een hellende zijde 160a van het rechthoekige prisma 160. Licht waarvan de beeldverhouding wordt aangepast op deze wijze wordt 1:1 geconjugeerd naar de groep van de condensorlenzen 115 om invallend te zijn op het lichtinvallend oppervlak 165a van de lichttunnel 165. Het lichtinvallend oppervlak 165a en het 15 lichtuittree-oppervlak 165b van de lichttunnel 165 hebben dezelfde beeldverhouding als het display paneel 130.

[72] Fig. 10A is een bovenaanzicht van een verlichtingsysteem en een projectiesysteem volgens een verder uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding. Verwijzend naar Fig. 10A, omvatten de 20 lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c respectievelijk lichtuitstralende elementen 201a, 201b, en 201c, die zijn opgesteld in twee dimensies, en een array van collimerende lenzen 205 collimeert licht uitgestraald door de arrays van lichtuitstralende elementen 201a, 201b en 201c. Het meervoud van lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c kan licht uitstralen met 25 verschillende golflengtes. Bijvoorbeeld, de eerste, tweede en derde lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c kunnen rood licht uitstralen, respectievelijk groen licht en blauw licht. De array van collimerende lenzen 205 omvat een meervoud van collimerende lenzen die elk corresponderen met de array van de lichtuitstralende elementen.

21 [73] Een kleurencombineerfilter 210 combineert licht uitgestraald door de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c, zodanig dat het licht zich kan voortplanten langs hetzelfde pad. Het kleurencombineerfilter 210 omvat een eerste kleurensplitsend filter 210a, 5 dat licht uitgestraald door de eerste lichtbroneenheid 200a reflecteert en licht doorlaat uitgestraald door de andere lichtbroneenheden 200b en 200c, en een tweede kleurensplitsend filter 210b, dat licht uitgestraald door de derde lichtbroneenheid 200c reflecteert en licht doorlaat uitgestraald door de andere lichtbroneenheden 200a en 200b. Om een kleurenbeeld te 10 produceren, omvatten de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c de arrays van lichtuitstralende elementen 201a, 201b, en 201c, die licht uitstralen met verschillende golflengtes. Licht uitgestraald door de eerste tot en met derde arrays van de lichtuitstralende elementen e.g. LEDs, 201a, 201b, en 201c wordt gecollimeerd door het array van 15 collimerende lenzen 205 om invallend te zijn op het kleurencombineerfilter 210. Het kleurencombineerfilter 210 omvat het eerste kleurensplitsend i? filter 210a dat licht uitgestraald door het eerste array van LEDs 201a reflecteert en het licht uitgestraald door de andere arrays van LEDs 201b en 201c doorlaat en het tweede kleurensplitsend filter 210b dat licht 20 uitgestraald door het derde array van LEDs 201c reflecteert en het licht uitgestraald door de andere arrays van LEDs 201a, en 201b doorlaat. Het kleurencombineerfilter 210 heeft een kubusvorm.

[74] Licht dat zich voortplant langs hetzelfde pad als gevolg van het kleurencombineerfilter 210 is invallend op een 25 beeldverhoudingaanpassingseenheid 220 door een groep van condensorlenzen 215. De groep van condensorlenzen 215 1:1 conjugeert licht dat is uitgestraald door het lichtuittree-oppervlak van elk van de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c naar een lichtinvallend oppervlak 220a van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 30 220. De beeldverhoudingaanpassingseenheid 220 omvat een lichttunnel die 22 een lichtinvallend oppervlak 220a heeft en een lichtuittree-oppervlak 220b, die verschillende beeldverhoudingen hebben. Het lichtinvallend oppervlak 220a heeft dezelfde beeldverhoudingen als elk van de eerste tot en met de derde lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c en het lichtuittree-oppervlak 5 220b heeft dezelfde beeldverhouding als een display paneel 230. Het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c heeft een beeldverhouding die is uitgedrukt in vergelijking 5.

[75] Fig. 10B illustreert beeldverhoudingen van respectievelijke oppervlakken van het verlichtingsysteem uit Fig. 10A. Verwijzend naar Fig.

10 10B, heeft het lichtuittree-oppervlak 200s van elk van de lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c een beeldverhouding die gelijk is aan die van het lichtinvallend oppervlak 220a van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 220, maar verschillend van die van het lichtuittree-oppervlak 220b van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 220. Als de beeldverhouding wordt 15 veranderd, wordt ook een divergentiehoek veranderd. De veranderde divergentiehoek kan samenvallen met de effectieve divergentiehoek die wordt bepaald door het asymmetrische diafragma 133 uit Fig. 4A. De beeldverhoudingaanpassingseenheid 220 kan de beeldverhouding aanpassen door het aanpassen van een lengte in een richting loodrecht op de 20 rotatieas C van elk van de microspiegels van het display paneel 230.

[76] Licht waarvan de beeldverhouding wordt aangepast door de beeldverhoudingaanpassingseenheid 220 wordt doorgelaten naar een reflectie-eenheid 226 door relay-lenzen 225, en daarna gereflecteerd door reflectie-eenheid 220 naar het display paneel 230. Een beeld dat is 25 geproduceerd door het display paneel 230 is invallend op een projectielenseenheid 235 door focuslenzen 227 en 228, en vergroot en geprojecteerd op het scherm door een projectielenseenheid 235. De projectielenseenheid 235 omvat het asymmetrische diafragma 233.

[77] Fig. 11A is een bovenaanzicht van het verlichtingsysteem uit Fig.

30 10A omvattende een gemodificeerde beeldverhoudingaanpassingseenheid.

23

De beeldverhoudingaanpassingseenheid omvat een rechthoekig prisma 260 dat is opgesteld op een lichtuittree-oppervlak 210c van het kleurencombineerfilter 210 en een lichttunnel 265. De lichttunnel 265 omvat een lichtinvallend oppervlak 265a en een lichtuittree-oppervlak 265b, 5 welke dezelfde vorm hebben. Licht passerend door het kleurensyntheseprisma 210 wordt verspreid door het rechthoekige prisma 260, zodanig dat de beeldverhouding van het licht wordt veranderd. Het licht met de veranderde beeldverhouding wordt doorgelaten door de lichttunnel 265, zodanig dat de divergentiehoek van het licht wordt 10 veranderd. Fig. 11B illustreert beeldverhoudingen van respectievelijke oppervlakken van het verlichtingsysteem uit Fig. 11A. Verwijzend naar Fig.

11B, wordt de beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak 200s van elk van de lichtbroneenheden 200a, 200b, en 200c veranderd door het rechthoekige prisma 260, en een divergentiehoek van licht dat is 15 uitgestraald door het hchtuittree-oppervlak 200s wordt ook veranderd. Een lichtuittree-oppervlak 260s van het rechthoekige prisma 260 en het lichtinvallend oppervlak 265a en het lichtuittree-oppervlak 265b van de lichttunnel 265 hebben dezelfde beeldverhouding.

[78] Fig. 12 is een bovenaanzicht van het verlichtingsysteem uit Fig.

20 10A omvattende een volgende gemodificeerde beeldverhoudingaanp assingseenheid. De beeldverhoudingaanpassingseenheid omvat een anamorfe lens 270 en een lichttunnel 275. De lichttunnel 275 heeft een lichtinvallend oppervlak 275a en een lichtuittree-oppervlak 275b, die dezelfde beeldverhouding en gebied 25 hebben. De functie en bediening van de anamorfe lens 270 en de lichttunnel 275 zijn hetzelfde als hierboven beschreven met referentie naar Fig. 8, en dus zal een gedetailleerde beschrijving niet worden gegeven.

[79] Fig. 13A is een bovenaanzicht dat een verlichtingsysteem illustreert en een projectiesysteem welke gebruik maakt van een display 30 paneel opgesteld langs een lange as. Het verlichtingsysteem en het 24 projectiesysteem omvatten eerste tot en met derde Hchtbroneenheden 400a, 400b, en 400c, die respectievelijk eerste tot en met derde arrays van lichtuitstralende elementen 401a, 401b, en 401c omvatten, en een array van collimerende lenzen 405, en een beeldverhoudingaanpassingseenheid 420 5 die een beeldverhouding van een lichtuittree-oppervlak van elk van de eerste tot en met derde Hchtbroneenheden 400a, 400b, en 400c aanpast. De beeldverhoudingaanpassingseenheid 420 heeft een lichtinvallend oppervlak 420a en een lichtuittree-oppervlak 420b, die beeldverhoudingen hebben die van elkaar verschillen, zoals getoond in Fig. 13B.

10 [80] Een display paneel 230 produceert een beeld door gebruik te maken van licht dat door de beeldverhoudingaanpassingseenheid 420 passeert. Fig. 13C is een vooraanzicht van het display paneel 430 dat wordt gebruikt door het verlichtingsysteem uit Fig. 13A. Verwijzend naar Fig.

13C, is een lange as van het display paneel 430 parallel aan een rotatieas C 15 van elk van de microspiegels 432. Het lichtuittree-oppervlak 420b wordt verlengd in een horizontale richting (Z-richting) om te corresponderen met het display paneel 430 dat is opgesteld langs de lange as.

[81] Referentienummer 410 verwijst naar een kleurencombineerfilter, 410a verwijst naar een eerste kleurensplitsend filter, 410b verwijst naar een 20 tweede kleurensplitsend filter, 415 verwijst naar een groep van condensorlenzen, en 425 verwijst naar relay-lenzen. De functie en bediening van de elementen zijn hetzelfde als beschreven onder verwijzing naar Fig. 9, en dus zal een gedetailleerde beschrijving daarvan niet worden gemaakt.

[82] Licht dat passeert door de relay-lenzen 425 is invallend op het 25 display paneel 430 door een reflectie-eenheid 426, en een beeld dat is geproduceerd door het display paneel 430 is invallend op een projectielenseenheid 435 door focuslenzen 427 en 428 en vergroot en geprojecteerd op een scherm (niet getoond). De projectielenseenheid 435 omvat een asymmetrisch diafragma 433.

25 [83] Als het display paneel 430 wordt opgesteld langs de lange as, aangezien een lengte 430b van het display paneel 430 langs een korte as is opgesteld in een optisch pad van licht dat is gereflecteerd door het display paneel 430, kan interferentie met de reflectie-eenheid 426 worden 5 verminderd. Fig. 14 illustreert beeldverhoudingen en divergentiehoeken van het lichtuittree-oppervlak 400s van elk van de lichtbroneenheden 400a, 400b, en 400c, het lichtinvallend oppervlak 420a en het lichtuittree-oppervlak 420b van de beeldverhoudingaanpassingseenheid 420 en het display paneel 430 dat is opgesteld langs de lange as.

10 [84] Zoals hierboven beschreven, gebruiken het verlichtingsysteem, dat in staat is om beeldverhoudingen aan te passen en het projectiesysteem, dat gebruik maakt van het verlichtingsysteem, het lichtuitstralend element als een lichtbron en het asymmetrische diafragma om een divergentiehoek te hebben die samenvalt met de effectieve divergentiehoek die wordt bepaald 15 door het asymmetrische diafragma en past een beeldverhouding van het lichtuittree-oppervlak van elk van de lichtbroneenheden aan om gelijk te $ zijn aan de beeldverhouding van het display paneel. Resulterend kunnen de hchtefficiency en het contrast worden verbeterd, kan het lichtuitstralend element efficiënt licht uitstralen op een laag vermogen, en kan de 20 hoeveelheid warmte die gegenereerd wordt door het lichtuitstralend element worden gereduceerd.

[85] Ondanks dat de onderhavige uitvinding specifiek is getoond en beschreven onder verwijzing naar de voorkeursuitvoeringsvormen daarvan zullen de vakmannen zich realiseren dat verschillende veranderingen in 25 vorm en detail kunnen worden gemaakt zonder af te wijken van de principes en het karakter van de onderhavige uitvinding, zoals gedefinieerd door de volgende conclusies.

26

Vertaling figuren Figuur 2A

- when micromirror is turned off - wanneer de microspiegel wordt uitgezet 5 - when micromirror is turned on - wanneer de microspiegel wordt aangezet

Figuur 4A

- Z(rotational axis) - Z(rotatieas)

Figuur 4B

- (Rotational axis) - (Rotatieas)

10 Figuur 5A

- Direction of incident light - Richting van invallend licht

Figuur 5B

- Direction of incident light - Richting van invallend licht

Figuur 7 15 - (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 8 - (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 9 - (rotational axis) - (rotatieas)

20 Figuur 10A

- (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 10B

(rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 11A

25 - (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 11B

- (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 12 - (rotational axis) - (rotatieas)

30 Figuur 13A

27 - (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 13B

- (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 13C

5 - (rotational axis) - (rotatieas)

Figuur 14 - (rotational axis) - (rotatieas) £ 1 031 7 20

Claims

1. Een verlichtingsysteem dat licht uitstraalt naar een projectiesysteem, dat een display paneel omvat waarvan het licht invallend op een projectielenseenheid wordt bestuurd in overeenstemming met rotaties van een meervoud van microspiegels en een asymmetrisch 5 diafragma dat een tolerantiehoek aanpast van het licht invallend van het display paneel, waarbij het verlichtingsysteem omvat: een of meerdere lichtbroneenheden, die elk een enkel lichtuitstralend element of een array van lichtuitstralende elementen omvatten en een hchtuittree-oppervlak met een eerste beeldverhouding 10 verschillend van een tweede beeldverhouding van het display paneel; en een beeldverhoudingaanpassingseenheid die de eerste beeldverhouding van het licht dat vanuit het hchtuittree-oppervlak wordt uitgestraald aanpast aan de tweede beeldverhouding. $

2. Het verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij de ene of meerdere lichtbroneenheden een meervoud van lichtbroneenheden is, waarbij elke van het meervoud van lichtbroneenheden een enkel hcht uitstralend element omvat, en een van het meervoud van lichtbroneenheden een eerste hcht uitstraalt met een eerste golflengte en een andere van het 20 meervoud van lichtbroneenheden een tweede hcht uitstraalt met een tweede golflengte, waarbij de eerst golflengte verschilt van de tweede golflengte.

3. Het verlichtingsysteem volgens conclusie 2, waarbij deze verder een kleurencombineerfilter omvat dat toestaat dat hcht uitgestraald door 25 het meervoud van lichtbroneenheden zich langs hetzelfde pad voortplant. 1 031720

4. Het verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij de ene of meerdere lichtbroneenheden een meervoud van lichtbroneenheden is, waarbij elk van het meervoud van lichtbroneenheden een array van licht uitstralende eenheden omvat die is op gesteld in twee dimensies, en een 5 array van collimerende lenzen die licht collimeert dat is uitgestraald door de array van lichtuitstralende elementen, en waarbij een van het meervoud van de lichtbroneenheden een eerst licht met een eerste golflengte uitstraalt en een ander van het meervoud van lichtbroneenheden een tweede licht met een tweede golflengte uitstraalt, waarbij de eerste golflengte verschilt van 10 de tweede golflengte.

5. Het verlichtingsysteem volgens conclusie 4, waarbij deze verder een kleuren prisma omvat dat toestaat dat het eerste licht en het tweede licht uit gestraald door het meervoud van lichtbroneenheden zich langs het 15 zelfde pad voortplanten.

6. Het verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij wanneer een horizontale lengte van het display paneel M is, een verticale lengte van het display paneel N is, een f-getal van het asymmetrische diafragma in een 20 richting parallel aan een rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels Fnoi is, en een f-getal van het asymmetrische diafragma in een richting loodrecht op de rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels Fno2 is, dan wordt een verhouding (a:b) van een horizontale lengte en een verticale lengte van het lichtuittree-oppervlak van elk van de 25 ene of meerdere lichtbroneenheden weergegeven door: (a:b)= (MxfNoi):(NxfNo2)

7. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij deze verder een groep van condensorlenzen omvat opgesteld tussen de ene of meerdere lichtbroneenheden en de beeldverhoudingaanpassingseenheid en heeft 1:1 conjugerende eigenschappen tussen een object en een beeld.

8. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij een 5 beeld verhouding van een lichtuittree-vlak van de beeldverhoudingaanpassingseenheid in hoofdzaak gelijk is aan de tweede beeldverhouding.

9. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij de 10 beeldverhoudingaanpassingseenheid een taps toelopende lichttunnel is.

10. Verlichtingsysteem volgens conclusie 9, waarbij de beeldverhoudingaanpassingseenheid een hchtinvallend vlak omvat met de eerste beeldverhouding een lichtuittree-vlak met de tweede 15 beeldverhouding. a

11. Verlichtingsysteem volgend conclusie 1, waarbij de beeldverhoudingaanpassingseenheid een anamorfe lens omvat die 1:1 conjugerende eigenschappen heeft tussen een object en een beeld en een 20 lichttunnel die een lichtingangsoppervlak en een lichtuitgangsoppervlak heeft, waarbij het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak in hoofdzaak dezelfde vorm hebben.

12. Verlichtingsysteem volgens conclusie 11, waarbij elk van het 25 lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak van de lichttunnel de tweede beeldverhouding heeft.

13. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1,waarbij de beeldverhouding aanpassingeenheid een rechthoekig prisma omvat, en een lichttunnel 30 geplaatst op de optische as van licht uitgestraald door het rechthoekige prisma en een lichtingangsoppervlak en een lichtuitgangsoppervlak heeft, waarbij het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak in hoofdzaak een zelfde gebied hebben.

14. Verlichtingsysteem volgens conclusie 13, waarbij elk van het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak van de lichttunnel de tweede beeldverhouding heeft.

15. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij de 10 beeldverhoudingaanpassingseenheid een beeldverhouding aanpast van het lichtuittree-vlak door het aanpassen van een lengte van het lichtuittree-vlak in een richting loodrecht op een rotatieas van elk van de meervoud van microspiegels.

16. Verlichtingsysteem volgens conclusie 1, waarbij dit verder relay- lenzen omvat die licht doorlaten dat is uitgestraald door de # beeldverhoudingaanpassingseenheid naar het display paneel.

17. Een projectiesysteem dat een vergroot beeld produceert, waarbij 20 het projectiesysteem omvat: één of meer lichtbroneenheden die elk een enkel licht uitstralend element omvatten of een array van licht uitstralende elementen en een lichtuittreeoppervlak met een eerste beeldverhouding die verschilt van een tweede beeldverhouding van een display paneel; 25 een beeldverhoudingaanpassingseenheid die de eerste beeldverhouding van licht dat is uitgestraald door een of meer lichtbroneenheden aanpast aan de tweede beeldverhouding; het display paneel omvattend een meervoud van microspiegels die zijn opgesteld in twee dimensies dat een beeld produceert door het roteren van de meervoud van microspiegels in overeenstemming met een ingangsbeeldsignaal en het moduleren van invallend licht; en een projectielenseenheid die een asymmetrisch diafragma omvat welke een hoek aanpast van effectief licht invallend van het display paneel 5 en het beeld dat is geproduceerd door het display paneel vergroot en projecteert op een scherm.

18. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij de ene of meerdere lichtbroneenheden een meervoud van lichtbroneenheden is, 10 waarbij elk van het meervoud van lichtbroneenheden een enkel licht uitstralend element chip omvat, en de ene van het meervoud van lichtbroneenheden een eerste licht uitstraalt met een eerste golflengte en een ander van het meervoud van lichtbroneenheden een tweede licht uitstraalt met een tweede golflengte, waarbij de eerste golflengte verschilt 15 van de tweede golflengte. $

19. Het projectiesysteem volgens conclusie 18, waarbij dit verder omvat: een kleurencombineerfilter dat toestaat dat licht uitgestraald door het 20 meervoud van lichtbroneenheden zich langs een zelfde pad voortplanten.

20. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij het ene of de meerdere lichtbroneenheden een meervoud van lichtbroneenheden is, waarbij elk van het meervoud van lichtbroneenheden een array van licht 25 uitstralende elementen omvat opgesteld in twee dimensies en een array van collimerende lenzen welke licht collimeert dat is uitgestraald door de array van licht uitstralende elementen, en waarbij een van het meervoud van de lichtbroneenheden een eerste licht met een eerste golflengte uitstraalt en een ander van het meervoud van licht bron eenheden een tweede licht uitstraalt met een tweede golflengte, waarbij de eerste golflengte verschilt van de tweede golflengte.

21. Het projectiesysteem volgens conclusie 20, waarbij dit verder een 5 kleureneombineerfilter omvat dat toestaat dat het eerste licht en het tweede licht uitgestraald door het meervoud van lichtbroneenheden zich langs een zelfde pad voortplanten.

22. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij wanneer een 10 horizontale lengte van het display paneel M is, een verticale lengte van het display paneel N is, een f-getal van het asymmetrische diafragma in een richting parallel aan een rotatieas van elk van heet meervoud van microspiegels Fnoi is, en een f-getal van het asymmetrische diafragma in een richting loodrecht aan de rotatieas van elk van het meervoud van 15 microspiegels FN02is, dan wordt een verhouding (a:b) van een horizontale lengte en een verticale lengte van het lichtuitgangsoppervlak van elk van de ene of meerdere lichtbroneenheden gegeven door: (a:b) = (MxfNoi):(NxfNo2). 20

23. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, verder omvattend een groep van condenserlenzen die is opgesteld tussen de ene of meerdere lichtbroneenheden en de beeldverhoudingaanpassingseenheid en die 1:1 conjugerende eigenschappen heeft tussen een object en een beeld. 25

24. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij een beeldverhouding van een lichtuittreevlak van de beeldverhoudingaanpassingseenheid gelijk is aan de tweede beeldverhouding. 30

25. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij de beeldverhoudingaanpassingseenheid een taps toelopende lichttunnel is.

26. Het projectiesysteem volgens conclusie 25, waarbij de 5 beeldverhoudingaanpassingseenheid een lichtinvallend vlak omvat met de eerste beeldverhouding en een lichtuittree-vlak met de tweede beeldverhouding.

27. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij de 10 beeldverhoudingaanpassingseenheid een anamorfe lens omvat die 1:1 conjugerende eigenschappen heeft tussen een object en een beeld en een lichttunnel die een lichtingangsoppervlak en een lichtuitgangsoppervlak heeft, waarbij het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak in hoofdzaak een gelijke vorm hebben. 15

28. Het projectiesysteem volgens conclusie 27, waarbij elk van het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak van de lichttunnel de tweede verhouding heeft.

29. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij de r" beeldverhoudingaanpassingseenheid een rechthoekig prisma omvat en een lichttunnel opgesteld op een optische as van licht uitgestraald door het rechthoekige prisma en een licht ingangsoppervlak en een lichtuitgangsoppervlak heeft, waarbij het lichtingangsoppervlak en het 25 lichtuitgangsoppervlak in hoofdzaak een zelfde gebied hebben.

30. Het projectiesysteem volgens conclusie 29, waarbij elk van het lichtingangsoppervlak en het lichtuitgangsoppervlak van de lichttunnel de tweede beeldverhouding heeft. 30

31. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij de beeldverhoudingaanpassingseenheid een beeldverhouding van het lichtuittree-vlak aanpast door het aanpassen van een lengte van het lichtuittree-vlak in een richting loodrecht op een rotatieas van elk van het 5 meervoud van microspiegels.

32. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij het asymmetrische diafragma een elliptische vorm heeft met een lange as parallel aan een rotatieas van elk van de microspiegels en een korte as 10 loodrecht op de rotatieas van elk van de microspiegels.

33. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij het display paneel een rechthoekige vorm heeft met een lange as parallel aan een rotatie as van elk van het meervoud van microspiegels. 15

34. Het projectiesysteem volgens conclusie 33, waarbij elk van het $ meervoud van microspiegels een vierkante vorm heeft, en de rotatieas van elk van het meervoud van microspiegels samenvalt met een diagonale richting van elk van het meervoud van microspiegels. 20

35. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij dit verder relay -lenzen omvat die zijn op gesteld tussen de beeldverhoudingaanpassingseenheid en het display paneel, waarbij de relay-lenzen licht doorlaten dat is uitgestraald door de 25 beeldverhoudingaanpassingseenheid naar het display paneel

36. Het projectiesysteem volgens conclusie 17, waarbij dit verder een reflectie-eenheid omvat die licht reflecteert dat is uitgestraald door de beeldverhoudingaanpassingseenheid naar het display paneel. 30 1031720