RU42666U1

RU42666U1 - PROJECTOR

Info

Publication number: RU42666U1
Application number: RU2004125367/22U
Authority: RU
Inventors: Э.С. Дуняшев; Ю.А. Телегин; Ю.В. Трофимов
Original assignee: Дуняшев Эдварт Сулейманович
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2004-12-10

Abstract

Полезная модель относится к проекционной технике, в частности к технике для создания сверхбольших изображений. Предлагаемый проектор позволяет создавать большие, качественные, движущиеся изображения без увеличения глубины проектора. Это достигается путем введения в проектор, содержащий осветитель, пространственно-временной модулятор света (ПВМС) с двухмерной матрицей пикселей, световодный волоконный жгут, присоединенный одним торцом к двухмерной матрице пикселей таким образом, что каждому пикселю соответствует отдельный световод, экрана, который выполнен просветным, противоположный ПВМС торец каждого световода также снабжается индивидуальной увеличивающей оптической системой, которая закреплена перед просветным экраном, таким образом, что индивидуальные увеличивающие оптические системы в своей совокупности образуют фигуру геометрически подобную двухмерной матрице пикселей ПВМС.The invention relates to a projection technique, in particular to a technique for creating super-large images. The proposed projector allows you to create large, high-quality, moving images without increasing the depth of the projector. This is achieved by introducing into the projector containing the illuminator, a space-time light modulator (PVMS) with a two-dimensional matrix of pixels, a fiber optic bundle attached at one end to the two-dimensional matrix of pixels so that each pixel has a separate optical fiber, a screen that is made transparent. the opposite PVMS end face of each fiber is also equipped with an individual magnifying optical system, which is fixed in front of the lumen screen, so that the individual magnified sensing optical systems in their aggregate form a figure geometrically similar to the two-dimensional matrix of pixels of the PVMS.

Description

Полезная модель относится к проекционной технике, в частности к технике для создания сверхбольших изображений.The invention relates to a projection technique, in particular to a technique for creating super-large images.

Известна светооптическая система для фотоувеличителя по патенту СССР №1645934 МПК G 03 В 27/54 основанная на прохождении потока света через кадровое окно и дальнейшем прохождении его через увеличивающую оптическую систему для проецирования увеличенного изображения кадра на экран. Светооптическая система содержит источник света с отражателем, размещенные между источником (лампой) и кадровым окном перпендикулярно оптической оси установлены две рассеивающие пластины. За кадровым окном установлен проекционный объектив, проецирующий изображение на экран. Световой луч от светящейся нити лампы, представляющий точечный источник света проходит через рассеивающие пластины, затем через объектив и строит в плоскости экрана световое пятно. Кроме того световой луч от светящейся нити лампы отражается от каждой грани зеркальной поверхности отражателя и проходит через объектив и также образует ряд пятен на экране в зависимости от количества отражающих поверхностей отражателя.A known optical system for a photographic enlarger according to USSR patent No. 1645934 IPC G 03 B 27/54 is based on the passage of a stream of light through a frame window and its further passage through an enlarging optical system to project an enlarged image of the frame onto the screen. A light-optical system contains a light source with a reflector, two scattering plates are installed between the source (lamp) and the frame window perpendicular to the optical axis. Behind the frame window is a projection lens projecting the image onto the screen. A light beam from a luminous filament of a lamp representing a point source of light passes through scattering plates, then through a lens and builds a light spot in the plane of the screen. In addition, the light beam from the luminous filament of the lamp is reflected from each face of the mirror surface of the reflector and passes through the lens and also forms a number of spots on the screen depending on the number of reflective surfaces of the reflector.

Основным недостатком указанной светооптической системы являются большие габариты, в особенности необходимо большое расстояние между объективом и экраном, связанное с прямым ходом лучей между объективом и экраном.The main disadvantage of this light-optical system is its large dimensions, in particular, a large distance between the lens and the screen is necessary, associated with the direct path of the rays between the lens and the screen.

Также известен лазерный проектор по патенту РФ №2187139 МПК G 03 B 21/12, который является наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, принятый в качестве ближайшего аналога.Also known is a laser projector according to RF patent No. 2187139 IPC G 03 B 21/12, which is the closest in technical essence to the claimed utility model, adopted as the closest analogue.

Лазерный проектор состоит из лазерного резонатора, включающего пространственно-временной модулятор света (ПВМС) на ЖК, создающий двухмерную матрицу пикселей, преобразователь двухмерной матрицы пикселей в линейку пикселей, например световолоконный преобразователь (выходные концы световых волокон преобразователя 3 расположены в плоскости), объектив, дефлектор (например, поворачивающийся зеркальный барабан) и экран. Лазерный резонатор содержит ретранслирующую оптическую систему, состоящую из двух линз, расположенных таким образом, что два зеркала взаимно отображаются друг на друга, причем одно из зеркал может пропускать модулированный световой поток. Активный элемент размещается внутри ретранслирующей оптической системы, вблизи общей фокальной плоскости составляющих ее двух линз. ПВМС совмещен с зеркалом. Устройство работает следующим образом. На ПВМС известными способами создается изображение. Это может быть сделано непосредственно с помощью светоадресуемых ПВМС (фотопроводник - ЖК), либо используя координатные фотоприемники и управляемые компьютером электроадресуемые ПВМС. Далее сигнал, записанный на ПВМС, размещенном в фокальной плоскости линзы, считывается лазерным излучением. Для генерации лазерного излучения активный элемент возбуждается системой накачки. Момент формирования изображения соответствует моменту пропускания световой энергии зеркалом. При этом создается двухмерная матрица пикселей, которая проектируется на световолоконный преобразователь, преобразующий двухмерное изображение в линейку пикселей. Эта линейка пикселей проектируется через объектив на дефлектор, например зеркальный барабан, поворот которого синхронизирован с источником излучения. Управление ПВМС ведется таким образом, чтобы распределение пропускания (отражения) соответствовало распределению освещенности одной строки изображения. При срабатывании лазера на экране A laser projector consists of a laser resonator, including a spatio-temporal light modulator (PVMS) on an LCD that creates a two-dimensional pixel matrix, a two-dimensional pixel matrix to a pixel array, for example a fiber optic converter (the output ends of the light fibers of the transducer 3 are located in a plane), a lens, a deflector (e.g. rotating mirror drum) and screen. The laser resonator comprises a relay optical system consisting of two lenses arranged in such a way that the two mirrors are mutually mapped onto each other, and one of the mirrors can transmit a modulated light flux. The active element is located inside the relay optical system, near the common focal plane of its two lenses. PVMS is combined with a mirror. The device operates as follows. At PVMS, an image is created by known methods. This can be done directly using light-emitting PVMS (photoconductor - LCD), or using coordinate photodetectors and computer-controlled electro-addressing PVMS. Next, the signal recorded on the PVMS placed in the focal plane of the lens is read by laser radiation. To generate laser radiation, the active element is excited by a pump system. The moment of image formation corresponds to the moment of transmission of light energy by the mirror. This creates a two-dimensional matrix of pixels, which is projected onto a fiber optic converter that converts a two-dimensional image into a line of pixels. This line of pixels is projected through the lens onto a deflector, such as a mirror drum, the rotation of which is synchronized with the radiation source. The PVMS is controlled in such a way that the transmission (reflection) distribution corresponds to the distribution of the illumination of one image line. When the laser is fired on the screen

формируется изображение данной строки. При смене распределения пропускания ПВМС, синхронной с поворотом барабана на угол, соответствующий следующей строке изображения, и синхронном стабилизировании лазера происходит формирование второй строки изображения и т.д. При этом если число строк и пикселей равно, то число пикселей на экране увеличивается в квадратичной зависимости по сравнению с исходным числом пикселей на ПВМС.the image of the given line is formed. When changing the transmission distribution of the PVMS synchronous with the rotation of the drum by an angle corresponding to the next image line and the synchronous stabilization of the laser, the second image line is formed, etc. Moreover, if the number of lines and pixels is equal, then the number of pixels on the screen increases in a quadratic dependence compared to the original number of pixels on the PWMS.

Основным недостатком указанного лазерного проектора, принятого в качестве ближайшего аналога является сравнимое с размером экрана расстояние от экрана до увеличивающего объектива, что приводит к увеличению габаритов лазерного проектора.The main disadvantage of this laser projector, adopted as the closest analogue, is the distance from the screen to the magnifying lens that is comparable with the screen size, which leads to an increase in the size of the laser projector.

Перед заявляемой полезной моделью поставлена задача снизить зависимость величины габаритов проектора от величины экрана.The claimed utility model has the task of reducing the dependence of the size of the dimensions of the projector on the size of the screen.

Проектор, содержащий осветитель, пространственно-временной модулятор света (ПВМС) с двухмерной матрицей пикселей, световодный волоконный жгут, присоединенный одним торцом к двухмерной матрице пикселей таким образом, что каждому пикселю соответствует отдельный световод, экран который выполнен просветным, противоположный ПВМС торец каждого световода снабжен индивидуальной увеличивающей оптической системой, которая закреплена перед просветным экраном, таким образом, что индивидуальные увеличивающие оптические системы в своей совокупности образуют фигуру геометрически подобную двухмерной матрице пикселей ПВМС.A projector containing a illuminator, a space-time light modulator (PVMS) with a two-dimensional matrix of pixels, a fiber optic bundle connected at one end to a two-dimensional matrix of pixels in such a way that each pixel corresponds to a separate fiber, the screen is transparent, the opposite PVMS end of each fiber is equipped with individual magnifying optical system, which is fixed in front of the luminous screen, so that individual magnifying optical systems in their entirety The entities form a figure geometrically similar to the two-dimensional matrix of PVMS pixels.

Каждая индивидуальная оптическая увеличивающая система может быть снабжена устройством для регулировки положения фокуса.Each individual optical magnifying system can be equipped with a device for adjusting the focus position.

Параллельно просветному экрану может быть установлена пластина с гнездами для закрепления каждого противоположного ПВМС торца световода.A plate with slots can be installed parallel to the lumen screen to secure each opposite PVMS end of the fiber.

Устройство для регулировки положения фокуса индивидуальной оптической увеличивающей системы может быть расположено в каждом гнезде пластины, и состоять из втулки с внешней резьбой, в которую вставлен световод, и двух гаек на резьбе втулки, расположенных по обе стороны пластины.A device for adjusting the focus position of an individual optical magnifying system can be located in each slot of the plate, and consist of a sleeve with an external thread into which the optical fiber is inserted, and two nuts on the thread of the sleeve located on both sides of the plate.

Противоположный ПВМС торец каждого световода может быть выполнен в виде увеличивающей линзы.Opposite PVMS end face of each fiber can be made in the form of a magnifying lens.

ПВМС может быть выполнен в виде жидкокристаллической матрицы.PVMS can be made in the form of a liquid crystal matrix.

Техническим результатом полезной модели является снижение зависимости величины габаритов проектора от величины экрана по глубине проектора.The technical result of the utility model is to reduce the dependence of the size of the projector on the size of the screen along the depth of the projector.

На фиг.1 изображена оптическая схема проектора.Figure 1 shows the optical scheme of the projector.

На фиг.2 изображено крепление световода к индивидуальной оптической системе с возможностью регулировкиFigure 2 shows the mounting of the fiber to the individual optical system with the possibility of adjustment

Проектор (фиг.1) состоит из осветителя 1, двухмерной жидкокристаллической матрицы 2, расположенной поперек светового потока от осветителя 1, и выполняющей функцию пространственно-временного модулятора света (ПВМС). Световодный жгут 3 торцами световодов 4 присоединен к двухмерной жидкокристаллической матрице 2 таким образом, что к каждому пикселю двухмерной жидкокристаллической матрицы 2 соответствует один световод. Проектор также содержит просветный экран 5 и установленную параллельно между просветным экраном 5 и осветителем 1 пластину 6 с гнездами для закрепления противоположных двухмерной жидкокристаллической матрице 2 торцов 7 световодов световодного жгута 3. Количество гнезд пластины 6 равно количеству пикселей двухмерной матрицы 2 Расстояние между центрами гнезд пластины 6 равно расстоянию между оптическими осями торцов световодов 4, обращенных к двухмерной The projector (figure 1) consists of a illuminator 1, a two-dimensional liquid crystal matrix 2, located across the light flux from the illuminator 1, and performing the function of a spatio-temporal light modulator (PVMS). The fiber guide 3 by the ends of the optical fibers 4 is connected to the two-dimensional liquid crystal matrix 2 so that to each pixel of the two-dimensional liquid crystal matrix 2 there corresponds one fiber. The projector also contains an enlightenment screen 5 and a plate 6 with sockets for securing the opposite ends of the two-dimensional liquid crystal matrix 2 of the ends 7 of the optical fibers of the light guide 3 mounted parallel between the enlightenment screen 5 and the illuminator 1. The number of slots of the plate 6 is equal to the number of pixels of the two-dimensional matrix 2 The distance between the centers of the slots of the plate 6 equal to the distance between the optical axes of the ends of the optical fibers 4, facing two-dimensional

жидкокристаллической матрице 2 умноженному на коэффициент увеличения проектора. Торцы 7 световодов световодного жгута 3 закреплены в гнездах пластины 6 с помощью втулок (фиг.2) 8 с внешней резьбой, закрепленных в гнездах пластины 6 с помощью двух гаек 9 и 10 с разных сторон пластины на гнездо, позволяющих закреплять торец 7 световодов световодного жгута 3 на различном расстоянии от просветного экрана 5. Торцы 7 световодов световодного жгута 3 имеют форму увеличивающей линзы. Расстояние между пластиной 6 и просветным экран 5 приблизительно равно фокусному расстоянию увеличивающих линз торцов 7 световодов световодного жгута 3.liquid crystal matrix 2 times the magnification ratio of the projector. The ends 7 of the light guides of the light guide bundle 3 are fixed in the slots of the plate 6 with bushings (Fig. 2) 8 with external thread, fixed in the slots of the plate 6 with two nuts 9 and 10 from different sides of the plate on the socket, allowing to fix the end 7 of the light guides of the light guide 3 at different distances from the translucent screen 5. The ends 7 of the optical fibers of the light guide bundle 3 are in the form of a magnifying lens. The distance between the plate 6 and the lumen screen 5 is approximately equal to the focal length of the magnifying lenses of the ends 7 of the optical fibers of the light guide 3.

Проектор работает следующим образом: световой поток от осветителя 1 проходит через двухмерную жидкокристаллическую матрицу 2, затем световой поток разделяется по количеству пикселей двухмерной жидкокристаллической матрицы 2 и попадает в световоды световодного жгута 3. Затем световой поток выходит из каждого световода световодного жгута 3 и рассеивается на торце 7 имеющем форму увеличивающей линзы и проецируется на просветный экран 5. На просветном экране 5 формируется изображение подобное изображению на двухмерной жидкокристаллической матрице 2, но увеличенное в зависимости от коэффициента увеличения увеличивающих линз торцов 7 световодов, который является также общим коэффициентом увеличения проектора. Благодаря гибким свойствам световодов световодного жгута 3 возможно так расположить осветитель 1 и двухмерную жидкокристаллическую матрицу 2 что ширина и высота проектора будут равны ширине и высоте просветного экрана 5, глубина проектора будет ненамного превышать фокусное расстояние увеличивающих линз торцов 7 световодов.The projector operates as follows: the light flux from the illuminator 1 passes through a two-dimensional liquid crystal matrix 2, then the light flux is divided by the number of pixels of the two-dimensional liquid crystal matrix 2 and enters the optical fibers of the light guide 3. Then, the light flux leaves each light guide of the light guide 3 and is scattered at the end 7 having the shape of a magnifying lens and is projected onto the luminous screen 5. An image similar to the image on a two-dimensional liquid crystal is formed on the luminous screen 5 matrix 2, but increased depending on the magnification factor of the magnifying lenses of the ends of the optical fibers 7, which is also the general magnification factor of the projector. Due to the flexible properties of the optical fibers of the light guide 3, it is possible to arrange the illuminator 1 and the two-dimensional liquid crystal matrix 2 so that the width and height of the projector are equal to the width and height of the lumen screen 5, the depth of the projector will slightly exceed the focal length of the magnifying lenses of the ends 7 of the optical fibers.

Таким образом достигнуто снижение зависимости величины габаритов проектора от величины экрана по глубине проектора.Thus, a decrease in the dependence of the size of the dimensions of the projector on the size of the screen along the depth of the projector is achieved.

Claims

1. A projector containing a illuminator, a space-time light modulator (PVMS) with a two-dimensional matrix of pixels, a fiber optic bundle connected at one end to a two-dimensional matrix of pixels in such a way that each pixel corresponds to a separate fiber, and a screen, characterized in that the screen is made the translucent, opposite PVMS end-face of each fiber is equipped with an individual magnifying optical system, which is fixed in front of the translucent screen, so that individual magnifying optical systems in their entirety form a figure geometrically similar to a two-dimensional matrix of PVMS pixels.

2. The projector according to claim 1, characterized in that each individual optical magnifying system is equipped with a device for adjusting the focus position.

3. The projector according to claim 1, characterized in that a plate with slots for securing each opposite PVMS end of the fiber end is installed parallel to the lumen screen.

4. A projector according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the device for adjusting the focus position of an individual optical magnifying system is located in each slot of the plate and consists of a sleeve with an external thread into which the light guide is inserted, and two nuts on the thread of the sleeve, located on both sides of the plate.

5. The projector according to claim 1, characterized in that the opposite end of the PVMS end of each fiber is made in the form of a magnifying lens.

6. The projector according to claim 1, characterized in that the PVMS is made in the form of a liquid crystal matrix.