RU2297657C1 - Projection display - Google Patents

Projection display Download PDF

Info

Publication number
RU2297657C1
RU2297657C1 RU2005133420/28A RU2005133420A RU2297657C1 RU 2297657 C1 RU2297657 C1 RU 2297657C1 RU 2005133420/28 A RU2005133420/28 A RU 2005133420/28A RU 2005133420 A RU2005133420 A RU 2005133420A RU 2297657 C1 RU2297657 C1 RU 2297657C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
screen
projection
projection display
light beam
Prior art date
Application number
RU2005133420/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Братищев (RU)
Алексей Владимирович Братищев
Михаил Сергеевич Левтонов (RU)
Михаил Сергеевич Левтонов
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2005133420/28A priority Critical patent/RU2297657C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297657C1 publication Critical patent/RU2297657C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: projection display includes body, positioned inside which are projection screen, spatial light modulator, optical system and Fresnel reflector. Body has flat face side, on which projection screen is situated. Light source is made with possible generation of light beam and sending of same to spatial light modulator, while spatial light modulator is built with possible insertion of image information into light beam, and optical system is mounted along the route of light beam behind spatial modulator and made with possible redirection of light beams into Fresnel mirror, working surface of which consists of a set of concentric zones and which is positioned inside the body in front of projection screen.
EFFECT: creation of projection display, resistant to deformations, in which in case of screen deformation good image quality is ensured.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим аппаратам проекционного типа и может найти применение при конструировании проекционных дисплеев.The invention relates to optical devices of a projection type and may find application in the design of projection displays.

В настоящее время существуют проекционные дисплеи с панелями из пикселей (LCD, DMD и т.д.), в которых используют широкоугольные оптические системы со значительными углами падения лучей на проекционный экран, которые обеспечивают увеличение изображения и уменьшение размеров дисплея. При этом пользователь наблюдает на экране увеличенное изображение проецируемой панели.Currently, there are projection displays with panels of pixels (LCD, DMD, etc.), which use wide-angle optical systems with significant angles of incidence of rays on the projection screen, which provide an increase in the image and reduce the size of the display. At the same time, the user observes on the screen an enlarged image of the projected panel.

Однако в случае деформации экрана дисплея в подобных дисплеях лучи будут сильно смещаться на поверхности дисплея и попадать не в заданную точку, что приведет к ухудшению изображения на экране.However, in the event of a deformation of the display screen in such displays, the rays will be strongly displaced on the surface of the display and not reach the specified point, which will lead to a deterioration of the image on the screen.

В патенте США №4936657 [1] описан жидкокристаллический проекционный дисплей, имеющий оптическую систему, обеспечивающую большие углы падения лучей света на экран, включающий в себя линзу Френеля, которая направляет свет на проекционную рассеивающую линзу, после прохождения через которую лучи света попадают на экран.US Pat. No. 4,936,657 [1] describes a liquid crystal projection display having an optical system providing large angles of incidence of light rays onto a screen including a Fresnel lens that directs light to a projection scattering lens, after passing through which light rays enter the screen.

Наиболее близким к заявленному изобретению является проекционный дисплей, описанный в патенте США №6824274 [2], на передней панели которого расположен проекционный экран, проектор, оптическая система и асферический отражатель, проецирующий изображение на экран. Данный дисплей выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.Closest to the claimed invention is a projection display, described in US patent No. 6824274 [2], on the front panel of which there is a projection screen, a projector, an optical system and an aspherical reflector that projects the image onto the screen. This display is selected as a prototype of the claimed invention.

Недостатки указанных выше аналога и прототипа состоят в следующем. В обоих дисплеях лучи света проецируются на экран под большими углами, при этом в случае деформации поверхности экрана, лучи сильно сдвинутся на поверхности экрана и попадут не в заданную точку, а крайние лучи пучка света пройдут мимо поверхности экрана (Фиг.1.2), что приведет к резкому ухудшению изображения на экране. То есть указанные выше проекционные дисплеи аналога и прототипа неустойчивы к деформациям экрана.The disadvantages of the above analogue and prototype are as follows. In both displays, light rays are projected onto the screen at large angles, and in case of deformation of the surface of the screen, the rays will move strongly on the surface of the screen and will not reach the specified point, and the extreme rays of the light beam will pass along the surface of the screen (Figure 1.2), which will result to sharp deterioration of the image on the screen. That is, the above projection displays of the analogue and prototype are unstable to screen deformations.

Задачей заявленного изобретения является создание проекционного дисплея, устойчивого к деформациям, в котором при деформации экрана обеспечивается хорошее качество изображения.The objective of the claimed invention is the creation of a projection display that is resistant to deformation, in which when the screen is deformed, good image quality is ensured.

Поставленная задача решена путем создания проекционного дисплея, который включает в себя корпус, внутри которого расположены проекционный экран, источник света, пространственный модулятор света, оптическая система и отражатель Френеля, причем корпус имеет плоскую лицевую сторону, проекционный экран расположен в лицевой стороне корпуса, источник света выполнен с возможностью формирования пучка света и направления его на пространственный модулятор света, при этом пространственный модулятор света выполнен с возможностью внесения информации об изображении в пучок света, а оптическая система расположена по ходу луча света за пространственным модулятором и выполнена с возможностью направления пучков света на зеркало Френеля, рабочая поверхность которого состоит из множества концентрических зон и которое расположено внутри корпуса напротив проекционного экрана и выполнено с возможностью отражения пучка света таким образом, что каждый луч пучка света падает на поверхность проекционного экрана под углом, близким к нормали.The problem is solved by creating a projection display, which includes a housing inside which there is a projection screen, a light source, a spatial light modulator, an optical system and a Fresnel reflector, the housing having a flat front side, the projection screen is located in the front side of the housing, the light source made with the possibility of forming a beam of light and directing it to the spatial light modulator, while the spatial light modulator is configured to make info a view of the image into the light beam, and the optical system is located along the light beam behind the spatial modulator and is configured to direct light beams to a Fresnel mirror, the working surface of which consists of many concentric zones and which is located inside the housing opposite the projection screen and is configured to reflect the light beam in such a way that each beam of the light beam falls on the surface of the projection screen at an angle close to the normal.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы оптическая система включала в себя, по меньшей мере, один преломляющий оптический элемент.For the display to function, it is essential that the optical system includes at least one refractive optical element.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы оптическая система включала в себя, по меньшей мере, один отражающий оптический элемент.For the display to function, it is essential that the optical system includes at least one reflective optical element.

Для функционирования дисплея важно, чтобы зеркало Френеля было выполнено таким образом, что чем меньше расстояние, т.е. шаг, между концентрическими зонами, тем лучше качество изображения на экране.For the display to function, it is important that the Fresnel mirror is designed so that the smaller the distance, i.e. the step, between concentric zones, the better the image quality on the screen.

Для функционирования дисплея существенно, чтобы зеркало Френеля имело внеосевое смещение, координаты которого определяют в зависимости от характеристик пучка света.For the display to function, it is essential that the Fresnel mirror has an off-axis displacement, the coordinates of which are determined depending on the characteristics of the light beam.

Для функционирования дисплея важно, чтобы пространственный модулятор был выполнен в виде DMD-матрицы.For the display to function, it is important that the spatial modulator be in the form of a DMD matrix.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение устойчивости к деформации экрана за счет применения зеркала Френеля, направляющего лучи света на экран проекционного дисплея под углом, близким к прямому углу.The technical result of the claimed invention is to provide resistance to deformation of the screen due to the use of a Fresnel mirror directing light rays onto the screen of the projection display at an angle close to a right angle.

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими чертежами.For a better understanding of the present invention, the following is a detailed description thereof with corresponding drawings.

Фиг.1 - схема падения лучей на проекционный экран дисплея под большим углом:Figure 1 - diagram of the incidence of rays on the projection screen of the display at a large angle:

1.1. - при обычных условиях.1.1. - under normal conditions.

1.2. - при деформированном экране.1.2. - with a deformed screen.

Фиг.2 - схема проекционного дисплея, выполненная согласно изобретению.Figure 2 - diagram of a projection display made according to the invention.

Фиг.3 - схема зеркала Френеля, выполненная согласно изобретению.Figure 3 is a diagram of a Fresnel mirror made according to the invention.

Проекционный дисплей включает в себя корпус 1, внутри которого расположен проекционный экран 2, источник 3 света, пространственный модулятор в виде DMD-матрицы 4, оптическая система 5 и зеркало Френеля 6. Корпус 1 имеет плоскую лицевую сторону. Проекционный экран 2 расположен в лицевой стороне корпуса 1. Источник 3 света расположен вблизи лицевой стороны корпуса 1 под проекционным экраном 2 и выполнен с возможностью формирования пучка света и направления его на DMD-матрицу 4. DMD-матрица 4 выполнена с возможностью внесения информации об изображении в пучок света. Оптическая система 5 расположена по ходу пучка света за DMD-матрицей 4 и выполнена с возможностью направления пучка света на зеркало Френеля 6. Зеркало Френеля 6 состоит из множества концентрических зон, расположено на задней стороне корпуса 1 параллельно проекционному экрану 2 и выполнено с возможностью отражения пучка света таким образом, что каждый луч пучка света падает на поверхность проекционного экрана 2 под углом, близким к нормали.The projection display includes a housing 1, inside which there is a projection screen 2, a light source 3, a spatial modulator in the form of a DMD matrix 4, an optical system 5 and a Fresnel mirror 6. The housing 1 has a flat front side. The projection screen 2 is located in the front side of the housing 1. The light source 3 is located near the front side of the housing 1 under the projection screen 2 and is configured to generate a beam of light and direct it to the DMD matrix 4. DMD matrix 4 is configured to enter image information into a beam of light. The optical system 5 is located along the light beam behind the DMD matrix 4 and is configured to direct the light beam to the Fresnel mirror 6. The Fresnel mirror 6 consists of many concentric zones, is located on the rear side of the housing 1 parallel to the projection screen 2 and is configured to reflect the beam light in such a way that each beam of the light beam falls on the surface of the projection screen 2 at an angle close to the normal.

Дисплей функционирует следующим образом. Пучок света от источника света 3 отражается от DMD-матрицы 4, проходит через оптическую систему 5, после которой выходящий луч падает под большим углом на зеркало Френеля 6. Зеркало Френеля 6 имеет сложную отражающую поверхность, состоящую из множества плоских концентрических зон, которые отражают лучи так, как если бы зеркало было нелинейно наклонено для каждого пучка света. Наилучшее качество изображения на экране достигается при отражении света на зеркале с наименьшим шагом (расстоянием между зонами). Угол отражения изменяется от зоны к зоне, но перенаправленные зеркалом Френеля 6 пучки света со всех зон следуют непосредственно на проекционный экран 2, при этом углы падения на экран 2 становятся близкими к нормали. При этом в случае деформации проекционного экрана 2 пучки света будут смещаться на его поверхности незначительно, и поэтому не возникнет ухудшения изображения.The display operates as follows. The light beam from the light source 3 is reflected from the DMD matrix 4, passes through the optical system 5, after which the output beam incident at a large angle on the Fresnel mirror 6. The Fresnel mirror 6 has a complex reflective surface, consisting of many flat concentric zones that reflect the rays as if the mirror were tilted nonlinearly for each beam of light. The best image quality on the screen is achieved when light is reflected on the mirror with the smallest step (the distance between the zones). The reflection angle varies from zone to zone, but light beams redirected by the Fresnel mirror 6 from all zones follow directly to the projection screen 2, while the angles of incidence on the screen 2 become close to normal. In this case, in the case of deformation of the projection screen 2, the light beams will not shift slightly on its surface, and therefore, there will be no image degradation.

Рабочая часть отражателя Френеля 6 показана на Фиг.3. В общем случае, он имеет внеосевое расположение, концентрическую структуру зон. Координаты внеосевого смещения вычисляют в зависимости от характеристик падающего излучения.The working part of the Fresnel reflector 6 is shown in Fig.3. In general, it has an off-axis arrangement, concentric structure of zones. The off-axis displacement coordinates are calculated depending on the characteristics of the incident radiation.

Хотя указанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.Although the above embodiment of the invention has been set forth to illustrate the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible without departing from the scope and meaning of the present invention disclosed in the attached claims.

Claims (6)

1. Проекционный дисплей, включающий в себя корпус, внутри которого расположены проекционный экран, источник света, пространственный модулятор света, оптическая система и отражатель Френеля, причем корпус имеет плоскую лицевую сторону, проекционный экран расположен в лицевой стороне корпуса, источник света выполнен с возможностью формирования пучка света и направления его на пространственный модулятор света, при этом пространственный модулятор света выполнен с возможностью внесения информации об изображении в пучок света, а оптическая система расположена по ходу луча света за пространственным модулятором и выполнена с возможностью направления пучков света на зеркало Френеля, рабочая поверхность которого состоит из множества концентрических зон и которое расположено внутри корпуса напротив проекционного экрана и выполнено с возможностью отражения пучка света таким образом, что каждый луч пучка света падает на поверхность проекционного экрана под углом, близким к нормали.1. A projection display including a housing with a projection screen, a light source, a spatial light modulator, an optical system and a Fresnel reflector, the housing having a flat front side, the projection screen located in the front side of the housing, the light source is configured to form the light beam and directing it to the spatial light modulator, while the spatial light modulator is configured to introduce image information into the light beam, and the optical the system is located along the light beam behind the spatial modulator and is configured to direct light beams to a Fresnel mirror, the working surface of which consists of many concentric zones and which is located inside the housing opposite the projection screen and is configured to reflect the light beam so that each beam light falls on the surface of the projection screen at an angle close to normal. 2. Проекционный дисплей по п.1, отличающийся тем, что оптическая система включает в себя, по меньшей мере, один преломляющий оптический элемент.2. The projection display according to claim 1, characterized in that the optical system includes at least one refractive optical element. 3. Проекционный дисплей по п.1, отличающийся тем, что оптическая система включает в себя, по меньшей мере, один отражающий оптический элемент.3. The projection display according to claim 1, characterized in that the optical system includes at least one reflective optical element. 4. Проекционный дисплей по п.1, отличающийся тем, что зеркало Френеля выполнено таким образом, что чем меньше расстояние между концентрическими зонами, тем лучше качество изображения на экране.4. The projection display according to claim 1, characterized in that the Fresnel mirror is designed so that the smaller the distance between the concentric zones, the better the image quality on the screen. 5. Проекционный дисплей по п.1, отличающийся тем, что зеркало Френеля имеет внеосевое смещение, координаты которого определяют в зависимости от характеристик пучка света.5. The projection display according to claim 1, characterized in that the Fresnel mirror has an off-axis displacement, the coordinates of which are determined depending on the characteristics of the light beam. 6. Проекционный дисплей по п.1, отличающийся тем, что пространственный модулятор выполнен в виде DMD-матрицы.6. The projection display according to claim 1, characterized in that the spatial modulator is made in the form of a DMD matrix.
RU2005133420/28A 2005-10-31 2005-10-31 Projection display RU2297657C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133420/28A RU2297657C1 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Projection display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133420/28A RU2297657C1 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Projection display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297657C1 true RU2297657C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005133420/28A RU2297657C1 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Projection display

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297657C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6728032B2 (en) Rear projection display system
EP0005245B1 (en) Liquid crystal image projector system
KR20120049890A (en) Efficient collimation of light with optical wedge
JP6738543B2 (en) Display device and head-up display
EP3447561A1 (en) Head-up display device
JP6737291B2 (en) Display device and head-up display
WO2022030538A1 (en) Spatial floating image information display system and light source device used therefor
JPH03213840A (en) Rear projection type screen and rear projection type image display device using it
JP2002196413A (en) Rear projection television
KR100292356B1 (en) Rear type LCD projector
AU777830B2 (en) Projection system
JP4149493B2 (en) Fresnel optical element, display screen, and projection display device
JP3218604B2 (en) Projection display device
WO2022080117A1 (en) Space-floating video image display apparatus and light source device
CN112034620A (en) Target reflection type diffusion sheet head-up display device
RU2297657C1 (en) Projection display
US11092803B2 (en) Head-up display device with reflecting target diffuser sheet
CN116583427A (en) Space suspension image display device and light source device
US6873470B2 (en) Arrangement for the visualization of information in a motor vehicle
WO1996003670A1 (en) An apparatus for displaying an image
KR20040007693A (en) Back-projection screen
RU2242037C2 (en) Projecting system
CN217846874U (en) Optical machine illumination system and laser projection equipment
JP4625945B2 (en) Image display device
JP7357233B2 (en) heads up display

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181101