WO2013156522A2 - Bestrahlen einer bildgebenden optik eines projektors - Google Patents

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    • H04N9/3182—Colour adjustment, e.g. white balance, shading or gamut

Definitions

  • the invention relates to a method for irradiating an imaging optical system of a projector, wherein the imaging optical system is irradiated with light of different color from different light sources, in particular semiconductor light sources.
  • the invention also relates to a projector for
  • the projector has an imaging optics and at least two light of different color generating semiconductor light sources for illuminating the imaging optics.
  • the invention is preferably applicable to video projectors.
  • image generation is based on selectively turning on and off individual pixels or pixels of a light beam by means of an imaging imager, e.g. based on DLP ("Digital Light Processing"), LCD (“Liquid Chrystal Display”) or LCoS ("Liquid Crystal on Silicon”) technology.
  • an imaging imager e.g. based on DLP ("Digital Light Processing"), LCD (“Liquid Chrystal Display”) or LCoS (“Liquid Crystal on Silicon”) technology.
  • DLP Digital Light Processing
  • LCD Liquid Chrystal Display
  • LCoS Liquid Crystal on Silicon
  • radiating light source e.g., a discharge lamp
  • its primary colors e.g., by means of a rotating color wheel with corresponding color filters
  • Primary colors eg, red, green and blue
  • a temporal portion of a respective fixed temporal portion of, for example, one-third is used in accordance with each of the three sequentially active primary color channels only during this time proportion.
  • the used luminous flux only a part, for example a third of the maximum technically available luminous flux (in In which case all three primary color channels would be used to 100%) is.
  • a transmitted-light segment which has a high transmission which is not wavelength-dependent, can also be located within the color wheel ("white segment").
  • the size of the white segment is fixed by the technical implementation and can then not be changed during operation of the video projector. Due to this limitation, it is necessary to move the color wheel once over the segment split for a given one
  • a dynamic adjustment of the power with respect to the individual color components of the sequential mixed light can be done by the so-called Unishape method of Osram, in which the power consumption of a mercury vapor lamp and thus the luminance in the arc of the
  • Mercury vapor lamp synchronized with filter segments of a color wheel is changed very quickly, so the lamp is operated for a short time with lower or higher power. So can lighting properties such as
  • Color temperature and a color saturation are significantly increased. However, it is not possible to vary the length of the color segments.
  • the object is achieved by a method for irradiating an imaging optic of a projector, wherein the
  • Imaging optics with light of different color from different semiconductor light sources sequentially both single color and superimposed irradiated as mixed light.
  • the imaging optics in a sequential sequence of different colors can be temporarily irradiated with the mixed light, creating a higher
  • At least one semiconductor light source is also like one
  • Luminous flux during an activity of the semiconductor light sources can be varied by means of a variation of the associated operating current. This in turn may e.g. a simple compatibility to the Unishape method are produced. In addition, the implementation of the method requires no additional hardware costs.
  • the imaging optic may include a micromirror device for performing a DLP projection, e.g. a "Digital Micromirror Device” (DMD) called DMD.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • the imaging optics may also include a reflective or transmissive liquid crystal display (LCD), e.g. to perform an LCD or LCoS process.
  • LCD liquid crystal display
  • the light of different color produced by different semiconductor light sources may be monochrome with at least substantially only one pure one Color (eg green, blue or red) or multichrome with several individual colors (eg a green and a blue color or color component, which together form a greenish-white or
  • the multichrome color may, for example, only partially
  • Wavelength conversion of a primary light emitted by a semiconductor light source by means of a sensitive phosphor refers to the light generated by the semiconductor light sources.
  • the term "single-color" can thus be understood to mean, in particular, monochrome or multichromic light generated by one or the same type of semiconductor light source (s), while the mixed light consists in particular of a temporal and spatial superimposition or combination of light of different or different types of semiconductor light source (s) is generated.
  • the imaging optics is irradiated with mixed light of light of only a part of the colors.
  • mixed light of light of all colors i.e., light of all
  • the imaging optics may be irradiated with mixed light of light of two colors and / or three colors. This principle can be extended to even more than four colors.
  • Imaging optics with mixed light from light (only) of two colors is irradiated.
  • Mixed light of light of more than two colors ie, light from more than two different semiconductor light sources or types of which at the same time
  • a higher luminous flux is provided than in a purely sequential irradiation with a simultaneously high color saturation.
  • the imaging optics be irradiated by sequential sequences of light of different colors, and wherein successive light of different colors for a predetermined
  • This embodiment enables a particularly simple control of the semiconductor light sources.
  • the imaging optics is irradiated with mixed light of every possible combination of two colors. This provides a high number of two-color mixed colors, which supports naturally perceived image reproduction.
  • the imaging optics sequentially both single-color and mixed light is irradiated from a combination of light of all colors. As a result, a particularly high luminous flux can be provided. It is also an embodiment that the light
  • the imaging optics be irradiated by sequential sequences of red, green and blue light, wherein successive light of different primary color for a predetermined
  • the imaging optics is irradiated by white mixed light.
  • This embodiment can in particular for projection types or
  • the imaging optics then preferably turns on all the pixels or pixels that are to represent white. Dynamic variation of the white light component is possible (e.g., by adjusting its length or intensity).
  • the at least two semiconductor light sources which generate light of different color can, for example, generate the light directly (“primary light") or indirectly by irradiation of at least one phosphor and subsequent at least partial wavelength conversion into secondary light.
  • the single color of a light of a semiconductor light source may thus be in particular monochrome or multichrome.
  • Semiconductor light source comprises a light emitting diode. There is still a training that at least one
  • Semiconductor light source comprises a laser. Each color can be generated by one or more semiconductor light sources.
  • the at least one semiconductor light source may include at least one wavelength-converting phosphor (e.g., a conversion LED).
  • the phosphor may alternatively or additionally be arranged away from the semiconductor light source (as such, which in particular emits only the primary light) ("remote phosphor").
  • the at least one semiconductor light source can thus also comprise a light source with a phosphor excited by at least one semiconductor light source or such a phosphor element.
  • a light-emitting diode may be in the form of a single-packaged light-emitting diode or in the form of an LED chip. Several LED chips can be on one
  • substrate common substrate
  • At least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • at least one own and / or common optics for beam guidance e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • Light-emitting diodes eg based on InGaN or AlInGaP
  • OLEDs organic LEDs
  • the projector is configured as a one-chip DLP projector and, to this end, has a DLP micromirror device as the imaging optical device, which is set up to produce light generated by the semiconductor light sources with the aid of the above method
  • the DLP micromirror device may be connected upstream and / or downstream of at least one optical element, e.g. a deflecting mirror, a lens, etc.
  • the projector is designed as a one-LCD projector, e.g. based on a reflective or translucent
  • LCD Liquid crystal display
  • LCD Liquid crystal display
  • the semiconductor light sources in each case at least one light emitting diode or laser for generating light of blue color, at least one light emitting diode for generating light of red color and at least one
  • Light-emitting diode or laser-excited phosphor element to produce light of green color. This allows a particularly compact and bright construction.
  • the blue light in particular likes light from one
  • Wavelength range between 420 nm and 490 nm include or be, in particular between 440 nm and 480 nm, in particular between 445 nm and 460 nm.
  • the green light in particular light from a
  • wavelength range between 490 nm and 575 nm.
  • the red light likes red light in the narrower sense (in particular from a wavelength range between 650 nm and 750 nm), orange light in the narrower sense (in particular from a wavelength range between 585 nm and 620 nm) and / or amber light in the narrower sense (in particular a wavelength range between 620 nm and 650 nm).
  • the red light in the broader sense may thus include or be in particular light from a wavelength range between 585 nm and 750 nm.
  • the projector may include at least one blue laser for generating blue light, at least one red LED for generating red light, and at least one green laser excited phosphor element for generating green light. It is still a special development that at least one 'blue' LED is used instead of the at least one 'blue' laser.
  • At least one 'green' light-emitting diode is used instead of the at least one 'green' laser-excited phosphor element.
  • the projector is switchable between several modes. This allows a particularly wide range of application of the projector.
  • the fact that the projector can be switched over between several operating modes can mean, in particular, that the projector uses a different type and length of mixed light sections for the respective operating mode, which offers the best compromise for the selected operating mode
  • the modes may include, for example, data projection, color image projection, black and white image projection, and / or movie projection.
  • the projector is operated in an operating mode in which the imaging Optics is irradiated by sequential sequences of red, green and blue light, wherein successive light of different primary color for a predetermined
  • the projector is operated in an operating mode in which the imaging optics is irradiated by white mixed light. This allows a particularly high luminous flux with sufficient
  • Color saturation which may be particularly advantageous for the data projection mode.
  • an activity duration of the semiconductor light sources is variably adjustable.
  • an operating value of the light sources for example an operating current
  • a current for example an operating current
  • Activity duration of the light sources is adjustable or variable depending on the image content to be projected.
  • the projector may also be configured to realize a dark period in which no light is projected.
  • a dark period e.g. an image brightness can be reduced.
  • the projector can be used as a video projector, for example
  • Fig.l shows an oblique view of selected elements of a
  • Fig. 2 shows a first activation or timing diagram by means of which the projector of Fig. 1 is operable
  • FIG. 3 shows a second activation or timing diagram by means of which the projector from Fig.l is operable.
  • Fig.l shows an oblique view of selected elements of a
  • Projector 11 e.g. as a video projector is operable.
  • the projector 11 has an imaging optic 12 in the form of a DLP micromirror device and three lights
  • the projector 11 is therefore designed as a one-chip DLP projector.
  • the first semiconductor light source is a (at least) blue laser 13, which transmits its blue (primary) light Lbl through a partially transparent mirror 17 and further through a
  • Transmitted light optics 18, e.g. one or more lenses onto the imaging optics 12 throws.
  • the blue light Lbl (typically via an optical system 23) is reflected pixel by pixel onto an image plane B by the imaging optical system 12, where it generates a blue light component of an image Bd to be projected by the projector 11.
  • the second semiconductor light source is (at least) a red LED 14 which transmits its red (primary) light Lr through the partially transmissive mirror 17 and further through the
  • Transmitted light optics 18 on the imaging optics 12 throws.
  • the red light Lr the third semiconductor light source comprises (at least) one blue laser 15, which transmits its blue (primary) light Lb2 through the partially transmissive mirror 17 and further through a
  • Transmitted light optics 20 e.g. one or more lenses, on a phosphor 16 having, annular conversion region 21, here: a rotating wheel 22 throws.
  • Wheel 22 serves to prevent overheating of the phosphor 16 by rotating the phosphor 16 under the stationary light spot generated by the blue laser 15.
  • the conversion area 21 may alternatively only
  • the phosphor 16 converts the blue light Lb2
  • the green light Lg is guided by means of the transmitted-light optical system 20 onto the partially transparent mirror 17.
  • the blue laser 15 and the phosphor 16 can also be regarded as a semiconductor light source in the form of a laser-excited phosphor element 15, 16.
  • the partially transmissive mirror 17 is not permeable to the green light Lg, but is formed to be reflective so as to pass from the partially transmissive mirror 17 through
  • Transmitted light optics 18 is reflected on the imaging optics 12.
  • the green light Lg is reflected pixel by pixel on the image plane B by the imaging optical system 12, where it generates a green light component of the image Bd to be projected by the projector 11.
  • the projector 11 is between several modes
  • Timing diagram of the semiconductor light sources 13, 14 and 15, 16 is explained.
  • 2 shows a first activation or timing diagram of the semiconductor light sources 13, 14 and 15, 16, by means of which the projector 11 from Fig.l is operable, in particular for data projection.
  • the first timing diagram shows a
  • operating currents Ib, Ir and Ig correspond to a good approximation of the luminous flux of the semiconductor light sources 13, 14 and 15, 16.
  • the switch-on durations tb, tr and tg may differ or may at least be the same in pairs, in particular all.
  • the operating currents Ib, Ir and Ig are clocked so that the imaging optics 12 is sequentially irradiated both single-color and superimposed with mixed light.
  • the imaging optics 12 is thereby single-color, namely only blue, irradiated.
  • the operating current Ir operating the red light-emitting diode 14 is additionally switched on, and then the operating current Ib is switched off again only at a time t2.
  • Combination time duration B2 t2-tl. During the time period B2, therefore, the imaging optical system 12 is irradiated in two colors with blue-red or magenta-colored mixed light of the blue laser 13 and the red light-emitting diode 14.
  • the switch-on or activity periods tb, tr and tg of the semiconductor light sources 13, 14, 15, 16 and / or the time periods Bl or Bl 'to B6 can be set variably. This allows an even more variable adaptation of the light projected by the projector.
  • the activation or timing diagram may optionally also have a dark period during which none of the semiconductor light sources 13-16 is active. 3 shows a second activation or timing diagram by means of which the projector 11 from FIG. 1 is operable, in particular for film projection.
  • a white light segment BIO is additionally generated for a period t8-t6. During the white light segment are all
  • Semiconductor light sources 13-16 is activated, so that a red-green-blue or white mixed light is generated.
  • Time periods B7 to BIO are set variably.
  • the activation or timing diagram may optionally also be able to generate a dark period during which none of the semiconductor light sources 13-16 is active.
  • the period of time resulting from the combination of the periods B7 to BIO may in particular be so short that it is not temporally resolved by a human eye and is therefore perceived in terms of color integral in spite of its sequential basic form. It is also an embodiment that an activity duration of the semiconductor light sources is variably adjustable. Thus, an even more variable adaptation of the projector
  • the projector may also be configured to realize a dark period in which no light is projected.
  • a dark period for example, an image brightness can be reduced without having to adapt an operating current of the semiconductor light sources.
  • Fig.2 and Fig.3 can be assigned to a respective operating mode of the projector and optionally selected.

Abstract

Ein Verfahren dient zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik (12) eines Projektors (11), wobei die bildgebende Optik (12) mit Licht unterschiedlicher Farbe (Lb1, Lg, Lr) von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen (13-16) sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird. Ein Projektor (11) weist eine bildgebende Optik (12) und mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe (Lb1, Lb2, Lg, Lr) erzeugende Halbleiterlichtquellen (13-16) zur Beleuchtung der bildgebenden Optik (12) auf, wobei der Projektor (11) zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.

Description

Beschreibung
Bestrahlen einer bildgebenden Optik eines Projektors Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik eines Projektors, wobei die bildgebende Optik mit Licht unterschiedlicher Farbe von unterschiedlichen Lichtquellen, insbesondere Halbleiterlichtquellen, bestrahlt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Projektor zur
Durchführung des Verfahrens, wobei der Projektor eine bildgebende Optik und mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen zur Beleuchtung der bildgebenden Optik aufweist. Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar auf Videoprojektoren.
In Videoprojektoren basiert die Bilderzeugung auf einem gezielten Ein- und Ausschalten einzelner Bildpunkte oder Pixel eines Lichtstrahls mit Hilfe einer bildgebenden Optik ("Imager"), z.B. basierend auf einer DLP ("Digital Light Processing")-, LCD ("Liquid Chrystal Display")- oder LCoS ("Liquid Crystal on Silicon" ) -Technologie . Zur Darstellung einer bestimmten Farbe wird Licht einer breitbandig
strahlenden Lichtquelle (z.B. einer Entladungslampe) in ihre Primärfarben zerlegt (z.B. mittels eines rotierenden Farbrads mit entsprechenden Farbfiltern) , die dann meist unter
Verwendung eines einzigen Imagers sequenziell in den
notwendigen Leistungsanteilen alterniert werden (bei der DLP- Technologie beispielsweise als sog. Ein-Chip-DLP- Technologie) . Dies trifft insbesondere auch auf die
Darstellung von "Weiß" zu. Unter der Annahme, dass drei
Primärfarben (z.B. rot, grün und blau) mit einem zeitlichen Anteil von jeweils einem jeweils festgelegten zeitlichen Anteil von beispielsweise jeweils einem Drittel alterniert werden, wird entsprechend auch jeder der drei sequenziell aktiven Primärfarbkanäle nur während dieses Zeitanteils genutzt. Daraus resultiert der Nachteil, dass der genutzte Lichtstrom nur einem Teil, beispielsweise einem Drittel, des technisch maximal zur Verfügung stehenden Lichtstroms (in welchem Fall alle drei Primärfarbkanäle zu 100% genutzt würden) beträgt.
Um diesen Nachteil teilweise zu lösen, kann sich innerhalb des Farbrades auch ein Durchlichtsegment befinden, das eine hohe und nicht wellenlängenabhängige Transmission besitzt ("Weißsegment") . Die Größe des Weißsegments ist durch die technische Umsetzung fest vorgegeben und kann dann während des Betriebes des Videoprojektors nicht mehr geändert werden. Durch diese Einschränkung ist es notwendig, das Farbrad einmalig über die Segmentaufteilung für eine bestimmte
Anwendungsart des Projektors zu optimieren (z.B. für eine Datenprojektion mit hohem Flächenanteil von Weiß oder eine Projektion von Bildmaterial mit einer hohen Farbsättigung) .
Eine dynamische Anpassung der Leistung in Bezug auf die einzelnen Farbanteile an dem sequenziellen Mischlicht kann durch das sog. Unishape-Verfahren der Fa. Osram erfolgen, bei dem die Leistungsaufnahme einer Quecksilberdampflampe und somit die Leuchtdichte im Lichtbogen der
Quecksilberdampflampe synchronisiert mit Filtersegmenten eines Farbrads sehr schnell verändert wird, die Lampe also kurzzeitig mit geringerer oder höherer Leistung betrieben wird. So können lichttechnische Eigenschaften wie
Farbanteile, Helligkeiten usw. angepasst werden. In Ein-Chip- DLP-Proj ektoren können somit mit diesem Verfahren eine
Farbtemperatur und eine Farbsättigung deutlich vergrößert werden. Dabei kann jedoch nicht die Länge der Farbsegmente variiert werden.
Ferner sind Videoprojektoren bekannt, die zur Erzeugung einer sequenziellen Abfolge der Primärfarben Halbleiterlichtquellen und eine Leuchtstoffkonversion verwenden. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik eines Projektors, wobei die
bildgebende Optik mit Licht unterschiedlicher Farbe von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird.
Durch dieses Verfahren kann die bildgebende Optik in einer sequenziellen Folge unterschiedlicher Farben zeitweise mit dem Mischlicht bestrahlt werden, wodurch ein höherer
Lichtstrom erreicht wird. Die Verwendung der
Halbleiterlichtquellen ermöglicht im Gegensatz zur Verwendung eines Farbrads eine dynamische Einstellung einzelner
Farbanteile durch eine zeitliche Änderung (Verlängerung oder Verkürzung) einer Aktivität der jeweils zugehörigen
mindestens einen Halbleiterlichtquelle. Auch mag ein
Lichtstrom während einer Aktivität der Halbleiterlichtquellen mittels einer Variation des zugehörigen Betriebsstroms variiert werden. Dadurch wiederum kann z.B. eine einfache Kompatibilität zu dem Unishape-Verfahren hergestellt werden. Darüber hinaus bedarf es bei der Umsetzung des Verfahrens keiner zusätzlichen Hardwarekosten.
Die bildgebende Optik kann beispielsweise zur Durchführung einer DLP-Proj ektion eine Mikrospiegelvorrichtung aufweisen, z.B. ein "Digital Micromirror Device" (DMD) genanntes
Mikrosystem. Die bildgebende Optik kann aber auch eine reflektierende oder durchlässige Flüssigkristall- Anzeigeeinheit (LCD) aufweisen, z.B. zur Durchführung eines LCD- oder LCoS-Verfahrens .
Das Licht unterschiedlicher Farbe, das von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen (direkt oder indirekt) erzeugt wird, mag monochrom mit zumindest im Wesentlichen nur einer reinen Farbe (z.B. grün, blau oder rot) oder multichrom mit mehreren Einzelfarben (z.B. einer grünen und einer blauen Farbe bzw. Farbanteil, die zusammen ein grünlich-weißes bzw.
türkisfarbenes Licht ergeben) sein. Die multichrome Farbe mag sich beispielsweise aus einer nur teilweisen
Wellenlängenkonversion eines von einer Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Primärlichts mittels eines dafür empfindlichen Leuchtstoffs ergeben. Dass die bildgebende Optik sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird, bezieht sich auf das von den Halbleiterlichtquellen erzeugte Licht. Unter "einzelfarbig" kann also insbesondere von einer oder einer gleichen Art von Halbleiterlichtquelle (n) erzeugtes (monochromes oder multichromes ) Licht verstanden werden, während das Mischlicht insbesondere aus einer zeitlichen und räumlichen Überlagerung oder Kombination von Licht besteht, welches von unterschiedlichen oder unterschiedlichen Arten von Halbleiterlichtquelle (n) erzeugt wird.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht nur eines Teils der Farben bestrahlt wird. Durch die zumindest zeitweise Vermeidung von Mischlicht aus Licht aller Farben (d.h. aus Licht von allen
Halbleiterlichtquellen oder Arten davon gleichzeitig) wird ein höherer Lichtstrom als bei einer rein sequenziellen Bestrahlung mit einer gleichzeitig immer noch hohen
Farbsättigung bereitgestellt. Beispielsweise mag bei einer Bereitstellung von vier Farben die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht zweier Farben und/oder dreier Farben bestrahlt werden. Dieses Prinzip lässt sich auch auf noch mehr als vier Farben erweitern.
Es ist eine besondere Ausgestaltung davon, dass die
bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht (nur) zweier Farben bestrahlt wird. Durch die Vermeidung von Mischlicht aus Licht von mehr als zwei Farben (d.h. aus Licht von mehr als zwei unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen oder Arten davon gleichzeitig) wird ein höherer Lichtstrom als bei einer rein sequenziellen Bestrahlung bei einer gleichzeitig hohen Farbsättigung bereitgestellt. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von Licht unterschiedlicher Farbe bestrahlt wird und wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Farbe für eine vorbestimmte
Kombinationszeitdauer zur Erzeugung des Mischlichts
überlagert. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Ansteuerung der Halbleiterlichtquellen.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik mit Mischlicht jeder möglichen Kombination zweier Farben bestrahlt wird. Dadurch wird eine hohe Zahl von zweifarbigen Mischfarben bereitgestellt, was eine natürlich empfundene Bildwiedergabe unterstützt.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik sequenziell sowohl einzelfarbig als auch mit Mischlicht aus einer Kombination von Licht aller Farben bestrahlt wird. Dadurch kann ein besonders hoher Lichtstrom bereitgestellt werden . Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Licht
unterschiedlicher Farbe einem Satz von Primärfarben
entspricht. So kann ein großer Farbraum oder Gamut des zu projizierenden Bilds bereitgestellt werden. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von rotem, grünem und blauem Licht bestrahlt wird, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Primärfarbe für eine vorbestimmte
Kombinationszeitdauer zu gelbem, cyanfarbenem bzw.
magentafarbenem Mischlicht überlagert. Dies ermöglicht eine hohe Farbsättigung durch Vermeidung eines gesonderten
Weißsegments. Vielmehr erfolgt beim Farbenwechsel zwischen zwei Primärfarben ein Überlapp bzw. eine Überlagerung dieser zwei Primärfarben für eine gewisse Zeitdauer
("Kombinationszeitdauer"). Während der Kombinationszeitdauer wird also die bildgebende Optik jeweils mittels rotem und grünem Licht, grünem und blauem Licht sowie blauem und rotem Licht gleichzeitig betrieben. Durch die zeitliche
Überlagerung der Primärfarben wird der Gesamtlichtstrom erhöht, jedoch wird nicht gleichzeitig weißes Licht erzeugt. Stattdessen wird ein neuer Satz von Mischfarben generiert (hier: gelb aus rot und grün, cyan aus grün und blau sowie magenta aus blau und rot) . Durch die zeitliche Integration des gelben, cyanfarbenen und magentafarbenen Licht entsteht dann der gewünschte zusätzliche, weiß wirkende Lichtstrom. Diese Ausgestaltung kann insbesondere zur Filmprojektion verwendet werden.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die bildgebende Optik durch weißes Mischlicht bestrahlt wird. Diese Ausgestaltung kann insbesondere für Projektionsarten oder
Projektionsanwendungen verwendet werden, welche einen hohen Lichtstrom benötigen, z.B. zur Datenprojektion. Die
Primärfarben werden dazu für eine vorgegebene Zeit alle gleichzeitig betrieben. Während des Weißsegments schaltet die bildgebende Optik dann bevorzugt alle Bildpunkte oder Pixel ein, die Weiß darstellen sollen. Es ist eine dynamische Variation des Weißlichtanteils (z.B. durch eine Einstellung von dessen Länge oder Intensität) möglich.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Projektor,
aufweisend eine bildgebende Optik und mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen zur Beleuchtung der bildgebenden Optik, wobei der Projektor zur Durchführung des Verfahrens wie oben beschrieben eingerichtet ist . Dieser Projektor weist die gleichen Vorteile auf wie das Verfahren und kann analog ausgestaltet werden. Die mindestens zwei Halbleiterlichtquellen, welche Licht unterschiedlicher Farbe erzeugen, können beispielsweise das Licht direkt erzeugen ("Primärlicht") oder indirekt durch Bestrahlung mindestens eines Leuchtstoffs und folgender zumindest teilweisen Wellenlängenkonversion in Sekundärlicht. Die einzelne Farbe eines Lichts einer Halbleiterlichtquelle mag also insbesondere monochrom oder multichrom sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine
Halbleiterlichtquelle eine Leuchtdiode aufweist. Es ist noch eine Weiterbildung, dass mindestens eine
Halbleiterlichtquelle einen Laser aufweist. Jede Farbe kann von einer oder mehreren Halbleiterlichtquellen erzeugt werden .
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mindestens einen wellenlängenkonvertierenden Leuchtstoff enthalten (z.B. eine Konversions-LED sein) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Halbleiterlichtquelle (als solcher, welche insbesondere nur das Primärlicht ausstrahlt) angeordnet sein ("Remote Phosphor") . Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann also auch eine Lichtquelle mit einem durch mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeregten Leuchtstoff bzw. ein solches Leuchtstoffelement umfassen.
Falls eine Leuchtdiode vorhanden ist, kann diese in Form einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form eines LED- Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem
gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die
mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse , Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen
Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar . Es ist eine Weiterbildung, dass der Projektor als ein Ein- Chip-DLP-Proj ektor ausgebildet ist und dazu eine DLP- Mikrospiegelvorrichtung als die bildgebende Optik aufweist, welche dazu eingerichtet ist, von den Halbleiterlichtquellen mit Hilfe des obigen Verfahrens erzeugtes Licht
bildpunktweise auf eine Bildwand oder Projektionsebene zu werfen. Der DLP- Mikrospiegelvorrichtung mag mindestens ein optisches Element vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein, z.B. ein Umlenkspiegel, eine Linse usw.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Projektor als ein Ein-LCD-Proj ektor ausgebildet ist, z.B. auf Basis einer reflektierenden oder lichtdurchlässigen
Flüssigkristallanzeige (LCD), z.B. als ein Ein-LCoS- Projektor.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlichtquellen jeweils mindestens eine Leuchtdiode oder Laser zur Erzeugung von Licht blauer Farbe, mindestens eine Leuchtdiode zur Erzeugung von Licht roter Farbe und mindestens eine
Leuchtdiode oder laserangeregtes Leuchtstoffelement zur Erzeugung von Licht grüner Farbe aufweisen. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und lichtstarken Aufbau. Das blaue Licht mag insbesondere Licht aus einem
Wellenlängenbereich zwischen 420 nm und 490 nm umfassen oder sein, insbesondere zwischen 440 nm und 480 nm, insbesondere zwischen 445 nm und 460 nm. Das grüne Licht mag insbesondere Licht aus einem
Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 575 nm umfassen oder sein .
Das rote Licht mag rotes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 650 nm und 750 nm) , orangefarbenes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 585 nm und 620 nm) und/oder bernsteinfarbenes Licht im engeren Sinne (insbesondere aus einem Wellenlängenbereich zwischen 620 nm und 650 nm) umfassen oder sein. Das rote Licht (im weiteren Sinne) mag also insbesondere Licht aus einem Wellenlängenbereich zwischen 585 nm und 750 nm umfassen oder sein.
Diese Wellenlängen können sich insbesondere auf eine
Spitzenwellenlänge oder Zentrumswellenlänge beziehen.
Im speziellen mag der Projektor mindestens einen 'blauen' Laser zur Erzeugung von blauem Licht, mindestens eine 'rote' Leuchtdiode zur Erzeugung von rotem Licht und mindestens ein 'grünes' laserangeregtes Leuchtstoffelement zur Erzeugung von grünem Licht umfassen. Es ist noch eine spezielle Weiterbildung, dass anstelle des mindestens einen 'blauen' Lasers mindestens eine 'blaue' Leuchtdiode verwendet wird.
Es ist auch eine spezielle Weiterbildung, dass anstelle des mindestens einen 'grünen' laserangeregten Leuchtstoffelements mindestens eine 'grüne' Leuchtdiode verwendet wird.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Projektor zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist. Dies ermöglicht eine besonders große Anwendungsbreite des Projektors. Dass der Projektor zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist, kann insbesondere bedeuten, dass der Projektor für die jeweilige Betriebsart eine jeweils unterschiedliche Art und Länge von Mischlichtabschnitten nutzt, welche für die gewählte Betriebsart den besten Kompromiss zwischen
Lichtstrom und Farbsättigung ermöglichen.
Die Betriebsarten können beispielsweise eine Datenprojektion, eine Farbbildprojektion, eine Schwarzweißbildprojektion und/oder eine Filmprojektion umfassen.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der Projektor in einer Betriebsart betrieben wird, bei der die bildgebende Optik durch sequenzielle Folgen von rotem, grünem und blauem Licht bestrahlt wird, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Primärfarbe für eine vorbestimmte
Kombinationszeitdauer zu gelbem, cyanfarbenem bzw.
magentafarbenem Mischlicht überlagert. Dies ermöglicht eine besonders hohe Farbsättigung bei hohem Lichtstrom, was für die Betriebsart Filmprojektion besonders vorteilhaft sein kann . Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Projektor in einer Betriebsart betrieben wird, bei der die bildgebende Optik durch weißes Mischlicht bestrahlt wird. Dies ermöglicht einen besonders hohe Lichtstrom bei ausreichender
Farbsättigung, was für die Betriebsart Datenprojektion besonders vorteilhaft sein kann.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Aktivitätsdauer der Halbleiterlichtquellen variabel einstellbar ist. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor
projizierten Lichts ermöglicht.
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass ein Betriebswert der Lichtquellen (z.B. ein Betriebsstrom) und/oder eine
Aktivitätsdauer der Lichtquellen in Abhängigkeit des zu projizierenden Bildinhalts einstellbar bzw. variierbar ist.
Insbesondere mag der Projektor auch zur Realisierung einer Dunkelperiode, in welcher kein Licht projiziert wird, eingerichtet sein. Mittels der Dunkelperiode kann z.B. eine Bildhelligkeit verringert werden.
Der Projektor kann beispielsweise als Videoprojektor
ausgebildet sein. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt in Schrägansicht ausgewählte Elemente eines
Proj ektors ;
Fig.2 zeigt ein erstes Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor aus Fig.l betreibbar ist; und
Fig.3 zeigt ein zweites Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor aus Fig.l betreibbar ist . Fig.l zeigt in Schrägansicht ausgewählte Elemente eines
Projektors 11, der z.B. als ein Videoprojektor betreibbar ist. Der Projektor 11 weist eine bildgebende Optik 12 in Form einer DLP-Mikrospiegelvorrichtung und drei Licht
unterschiedlicher Farbe erzeugende Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16 zur Beleuchtung der bildgebenden Optik 12 auf. Der Projektor 11 ist also als ein Ein-Chip-DLP-Proj ektor ausgebildet .
Die erste Halbleiterlichtquelle ist ein (mindestens) blauer Laser 13, welcher sein blaues ( Primär- ) Licht Lbl durch einen teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch eine
Durchlichtoptik 18, z.B. eine oder mehrere Linsen, auf die bildgebende Optik 12 wirft. Von der bildgebenden Optik 12 wird das blaue Licht Lbl (typischerweise über eine Optik 23) bildpunktweise auf eine Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Blaulichtanteil eines durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd.
Die zweite Halbleiterlichtquelle ist (mindestens) eine rote Leuchtdiode 14, welche ihr rotes ( Primär- ) Licht Lr durch den teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch die
Durchlichtoptik 18 auf die bildgebende Optik 12 wirft. Von der bildgebenden Optik 12 wird das rote Licht Lr bildpunktweise auf die Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Rotlichtanteil des durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd. Die dritte Halbleiterlichtquelle umfasst (mindestens) einen blauen Laser 15, welcher sein blaues (Primär-) Licht Lb2 durch den teildurchlässigen Spiegel 17 und weiter durch eine
Durchlichtoptik 20, z.B. eine oder mehrere Linsen, auf einen Leuchtstoff 16 aufweisenden, ringförmigen Konversionsbereich 21, hier: eines rotierenden Rads 22, wirft. Das rotierende
Rad 22 dient dazu, eine zu starke Erwärmung des Leuchtstoffs 16 zu verhindern, indem es den Leuchtstoff 16 unter dem von dem blauen Laser 15 erzeugten stationären Lichtfleck dreht. Der Konversionsbereich 21 mag alternativ auch nur
abschnittweise ringförmig oder ringsektorförmig ausgebildet sein. Der Leuchtstoff 16 wandelt das blaue Licht Lb2
zumindest im Wesentlichen vollständig in grünes Licht Lg um. Das grüne Licht Lg wird mittels der Durchlichtoptik 20 auf den teildurchlässigen Spiegel 17 geleitet. Der blaue Laser 15 und der Leuchtstoff 16 können auch als Halbleiterlichtquelle in Form eines laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16 angesehen werden.
Der teildurchlässige Spiegel 17 ist für das grüne Licht Lg nicht durchlässig, sondern reflektierend ausgebildet, so dass es von dem teildurchlässigen Spiegel 17 durch die
Durchlichtoptik 18 auf die bildgebende Optik 12 reflektiert wird. Von der bildgebenden Optik 12 wird das grüne Licht Lg bildpunktweise auf die Bildebene B reflektiert und erzeugt dort einen Grünlichtanteil des durch den Projektor 11 zu projizierenden Bilds Bd.
Der Projektor 11 ist zwischen mehreren Betriebsarten
umschaltbar, wie im Folgenden anhand eines zu einer
jeweiligen Betriebsart zugehörigen Aktivierungs- oder
Taktdiagramms der Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16 erläutert wird. Fig.2 zeigt ein erstes Aktivierungs- oder Taktdiagramm der Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15, 16, mittels dessen der Projektor 11 aus Fig.l betreibbar ist, und zwar insbesondere zur Datenprojektion. Das erste Taktdiagramm zeigt eine
Auftragung von taktartig in die Halbleiterlichtquellen 13, 14 und 15 eingebrachten Betriebsströmen Ib, Ir bzw. Ig über die Zeit t. Die Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig entsprechen in guter Näherung des Lichtstroms der Halbleiterlichtquellen 13, 14 bzw. 15, 16. Die Betriebsströme Ib, Ir und Ig sind nur für eine bestimmte Einschaltdauer oder Aktivierungsdauer tb = t2- tO bzw. t8-t5 usw., tr = t4-tl usw. bzw. tg = t6-t3 usw.
eingeschaltet. Die Einschaltdauern tb, tr und tg können sich unterscheiden oder mögen zumindest paarweise, insbesondere alle, gleich sein.
Die Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig sind so getaktet, dass die bildgebende Optik 12 sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert mit Mischlicht bestrahlt wird. Beispielhaft beginnend zu einem Anfangszeitpunkt tO wird nur der den blauen Laser 13 betreibende Betriebsstrom Ib eingeschaltet, so dass auch nur der blaue Laser 13 sein blaues Licht Lbl abstrahlt. Die bildgebende Optik 12 wird dabei einzelfarbig, nämlich nur blau, bestrahlt. Zu einem folgenden Zeitpunkt tl wird zusätzlich der die rote Leuchtdiode 14 betreibende Betriebsstrom Ir zugeschaltet, und dann erst folgend zu einem Zeitpunkt t2 der Betriebsstrom Ib wieder ausgeschaltet. Auf die einzelfarbig blaue Bestrahlung zu einer Zeitdauer Bl = tl-tO folgt eine überlagerte
Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Zeitdauer
("Kombinationszeitdauer") B2= t2-tl. Während der Zeitdauer B2 wird also die bildgebende Optik 12 zweifarbig mit blau-rotem bzw. magentafarbenem Mischlicht des blauen Lasers 13 und der roten Leuchtdiode 14 bestrahlt.
Ab dem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 folgt wieder eine einzelfarbig rote Zeitdauer B3 = t3-t2. Zum Zeitpunkt t3 wird zusätzlich der den blauen Laser 15 betreibende Betriebsstrom Ig zugeschaltet, und erst folgend zu einem Zeitpunkt t4 der Betriebsstrom Ir der roten
Leuchtdiode 14 wieder ausgeschaltet. Auf die Zeitdauer B3 folgt deshalb eine überlagerte Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Kombinationszeitdauer B4 = t4-t3 mit rotgrünem bzw. gelbem Mischlicht der roten Leuchtdiode 14 und des laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16. Ab dem Zeitpunkt t4 bis zu einem Zeitpunkt t5 folgt wieder eine einzelfarbige, nun grüne Zeitdauer B5 = t5-t4. Zum Zeitpunkt t5 wird zusätzlich der den blauen Laser 13
betreibende Betriebsstrom Ib zugeschaltet, und erst folgend zu einem Zeitpunkt t6 der Betriebsstrom Ig des blauen Lasers 15 wieder ausgeschaltet. Auf die grüne Zeitdauer B5 folgt deshalb eine überlagerte Bestrahlung der bildgebenden Optik 12 für eine Kombinationszeitdauer B6 = t6-t5 mit blau-grünem bzw. cyanfarbenem Mischlicht des blauen Lasers 13 und des laserangeregten Leuchtstoffelements 15, 16.
Nach Ausschalten des blauen Lasers 15 zum Zeitpunkt t6 folgt wieder eine einzelfarbig blaue Zeitdauer Bl ' = t7-t6, an welche sich die Zeitdauern B2 bis B6 anschließen usw. Der sich aus der Kombination der Zeitdauern Bl bzw. Bl ' bis B6 ergebende Zeitabschnitt mag insbesondere so kurz sein, dass er von einem menschlichen Auge zeitlich nicht aufgelöst wird und also trotz seiner sequenziellen Grundform farblich integral wahrgenommen wird.
Optional können die Einschalt- oder Aktivitätsdauern tb, tr und tg der Halbleiterlichtquellen 13, 14, 15, 16 und/oder die Zeitdauern Bl bzw. Bl ' bis B6 variabel eingestellt werden. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor projizierten Lichts ermöglicht. Insbesondere mag das Aktivierungs- oder Taktdiagramm optional auch eine Dunkelperiode aufweisen, während welcher keine der Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiv ist. Fig.3 zeigt ein zweites Aktivierungs- oder Taktdiagramm, mittels dessen der Projektor 11 aus Fig.l betreibbar ist und zwar insbesondere zur Filmprojektion.
Hier werden die Halbleiterlichtquellen 13-16 so betrieben (deren Betriebsströme Ib, Ir bzw. Ig so geschaltet), dass keine zweifarbigen Kombinationszeitdauern B2, B4 und B6 mehr auftreten, sondern zunächst nur einzelfarbige Zeitdauern B7 (blau) = t2-t0, B8 (rot) = t4-t2 bzw. B9 (grün) = t6-t4 sequenziell aufeinanderfolgend erzeugt werden.
Zur Bereitstellung eines hohen Lichtstroms wird zusätzlich ein Weißlichtsegment BIO für eine Zeitdauer t8-t6 erzeugt. Während des Weißlichtsegments sind alle
Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiviert, so dass ein rot-grün- blaues bzw. weißes Mischlicht erzeugt wird.
Auch hier können die Einschalt- oder Aktivitätsdauern tb, tr und tg der Halbleiterlichtquellen 13-16 und/oder die
Zeitdauern B7 bis BIO variabel eingestellt werden.
Insbesondere mag das Aktivierungs- oder Taktdiagramm optional auch eine Dunkelperiode erzeugen können, während welcher keine der Halbleiterlichtquellen 13-16 aktiv ist.
Der sich aus der Kombination der Zeitdauern B7 bis BIO ergebende Zeitabschnitt mag insbesondere so kurz sein, dass er von einem menschlichen Auge zeitlich nicht aufgelöst wird und also trotz seiner sequenziellen Grundform farblich integral wahrgenommen wird. Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Aktivitätsdauer der Halbleiterlichtquellen variabel einstellbar ist. So wird eine noch variablere Anpassung des von dem Projektor
projizierten Lichts ermöglicht. Insbesondere mag der Projektor auch zur Realisierung einer Dunkelperiode, in welcher kein Licht projiziert wird, eingerichtet sein. Mittels der Dunkelperiode kann z.B. eine Bildhelligkeit verringert werden ohne einen Betriebsstrom der Halbleiterlichtquellen anpassen zu müssen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So können die in Fig.2 und Fig.3 gezeigten Abläufe auch kombiniert werden, z.B. durch Umsetzung zweifarbigen
Mischlichts B2, B4 und/oder B6 und zusätzlich eines
Weißsegments .
Die in Fig.2 und Fig.3 gezeigten Abläufe können einer jeweiligen Betriebsart des Projektors zugeordnet sein und wahlweise ausgewählt werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Bestrahlen einer bildgebenden Optik (12) eines Projektors (11), wobei die bildgebende Optik (12) mit Licht unterschiedlicher Farbe (Lbl, Lg, Lr) von unterschiedlichen Halbleiterlichtquellen (13, 14, 15, 16) sequenziell sowohl einzelfarbig als auch überlagert als Mischlicht bestrahlt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bildgebende Optik mit Mischlicht aus Licht nur eines Teils der Farben (Lbl, Lg, Lr) bestrahlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die bildgebende Optik (12) mit Mischlicht aus Licht zweier Farben (Lbl, Lg,
Lr) bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die bildgebende Optik (12) durch sequenzielle Folgen (tb, tr, tg) von Licht unterschiedlicher Farbe (Lbl, Lg, Lr) bestrahlt wird und wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Farbe (Lbl, Lg, Lr) für eine
vorbestimmte Kombinations Zeitdauer (B2, B4, B6; BIO) zur Erzeugung des Mischlichts überlagert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die bildgebende Optik (12) mit Mischlicht jeder möglichen Kombination zweier Farben bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobe die bildgebende Optik (12) sequenziell sowohl
einzelfarbig (B7-B9) als auch mit Mischlicht (BIO) aus einer Kombination von Licht aller Farben (Lbl, Lg, Lr) bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobe das Licht unterschiedlicher Farbe (Lbl, Lg, Lr) einem Satz von Primärfarben entspricht. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 7, wobei die bildgebende Optik (12) durch sequenzielle Folgen (tb, tr, tg) von rotem, grünem und blauem Licht (Lbl, Lg, Lr) bestrahlt wird, wobei sich aufeinanderfolgendes Licht unterschiedlicher Primärfarbe (Lbl, Lg, Lr) für eine vorbestimmte Kombinations Zeitdauer (B2, B4, B6) zu gelbem, cyanfarbenem bzw. magentafarbenem Mischlicht überlagert .
Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, wobei die bildgebende Optik (12) durch weißes Mischlicht bestrahlt wird .
Projektor (11), aufweisend
- eine bildgebende Optik (12) und
- mindestens zwei Licht unterschiedlicher Farbe (Lbl, Lg, Lr) erzeugende Halbleiterlichtquellen (13, 14, 15, 16) zur Beleuchtung der bildgebenden Optik (12), wobei
- der Projektor (11) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .
Projektor (11) nach Anspruch 10, wobei die
Halbleiterlichtquellen (13, 14, 15, 16) jeweils
- mindestens eine Leuchtdiode oder Laser (13) zur
Erzeugung von Licht blauer Farbe (Lbl),
- mindestens eine Leuchtdiode (14) zur Erzeugung von Licht roter Farbe (Lr) und
- mindestens eine Leuchtdiode oder laserangeregtes
Leuchtstoffelement (15, 16) zur Erzeugung von Licht grüner Farbe (Lg) aufweisen. 12. Projektor (11) nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
wobei der Projektor (11) zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar ist.
13. Projektor (11) nach Anspruch 12, wobei der Projektor (11) in einer Betriebsart mit dem Verfahren nach
Anspruch 7 betrieben wird.
14. Projektor (11) nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
wobei der Projektor (11) in einer Betriebsart mit dem Verfahren nach Anspruch 8 betrieben wird.
15. Projektor (11) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei eine Aktivitätsdauer (tb, tg, tr, B1-B10) der
Halbleiterlichtquellen (13-16) variabel einstellbar ist.
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Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/394,298 US9904157B2 (en) 2012-04-20 2013-04-17 Method and apparatus for irradiation of an imaging optical system of a projector
CN201380020907.8A CN104813228B (zh) 2012-04-20 2013-04-17 对投影器的成像光学元件的照射

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105223761B (zh) * 2014-07-01 2017-05-24 中强光电股份有限公司 投影装置及照明系统
CN205982969U (zh) * 2016-08-12 2017-02-22 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 光源装置及投影系统
CN114815484A (zh) * 2019-06-20 2022-07-29 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4898121B2 (ja) 2003-01-08 2012-03-14 エクスプレイ エルティーディー 画像投影装置
US8270061B2 (en) 2003-11-01 2012-09-18 Silicon Quest Kabushiki-Kaisha Display apparatus using pulsed light source
KR20120078738A (ko) * 2005-01-06 2012-07-10 톰슨 라이센싱 디지털 광 프로젝션 시스템에서 레인보우 아티팩트를 줄이는 방법 및 장치
EP1869526B1 (de) 2005-03-30 2019-11-06 Necsel Intellectual Property, Inc. Herstellbare oberflächenemissions-laserarrays mit vertikalem erweitertem resonator
JP2007218956A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Sharp Corp 投射型画像表示装置
KR101333030B1 (ko) 2006-02-22 2013-11-26 코닌클리케 필립스 엔.브이. 공간 광 변조 및 광원 변조를 이용한 컬러 이미지 투사 방법
CN101796459B (zh) 2007-08-28 2012-01-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 正面投影仪
US7623560B2 (en) 2007-09-27 2009-11-24 Ostendo Technologies, Inc. Quantum photonic imagers and methods of fabrication thereof
JP5213076B2 (ja) 2008-08-12 2013-06-19 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 プロジェクタおよびその制御方法
JP4742349B2 (ja) 2009-06-30 2011-08-10 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
EP2526700A1 (de) 2010-07-12 2012-11-28 Osram AG Lichtemittierende vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines mehrfarbigen lichtstrahls
US9851071B2 (en) * 2010-12-08 2017-12-26 Appotronics China Corporation Light source employing a wavelength conversion device with a light introducing device and a light collecting device
US20120201030A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-09 Intematix Corporation Photoluminescence color wheels
JP6186752B2 (ja) * 2013-03-01 2017-08-30 カシオ計算機株式会社 光源装置及び投影装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Also Published As

Publication number Publication date
CN104813228B (zh) 2017-07-04
DE102012206525B4 (de) 2023-03-09
US20150062540A1 (en) 2015-03-05
US9904157B2 (en) 2018-02-27
DE102012206525A1 (de) 2013-10-24
CN104813228A (zh) 2015-07-29
WO2013156522A3 (de) 2013-12-05

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