RU2297657C1 - Projection display - Google Patents
Projection display Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
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
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
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)
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) |
-
2005
- 2005-10-31 RU RU2005133420/28A patent/RU2297657C1/en not_active IP Right Cessation
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 |