RU2248025C2 - Light diode projector and method for presenting information on display - Google Patents
Light diode projector and method for presenting information on display Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248025C2 RU2248025C2 RU2002118226/28A RU2002118226A RU2248025C2 RU 2248025 C2 RU2248025 C2 RU 2248025C2 RU 2002118226/28 A RU2002118226/28 A RU 2002118226/28A RU 2002118226 A RU2002118226 A RU 2002118226A RU 2248025 C2 RU2248025 C2 RU 2248025C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- leds
- light
- screen
- board
- color
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Abstract
Description
Заявленное изобретение относится к оптико-электронным устройствам, предназначенным для отображения цветной информации на поверхности (экране) в виде символов или изображений, и может найти применение в различных устройствах, отображающих информацию в качестве дисплея или телевизора.The claimed invention relates to optical-electronic devices intended for displaying color information on a surface (screen) in the form of symbols or images, and may find application in various devices displaying information as a display or television.
Известен проектор, предназначенный для цветных изображений, который содержит две группы источников света, рефлектор, сменный цветофильтр, систему смены изображения на экране. Информация на экране освещается прямым светом одной группы источников света и лучами, прошедшими через цветофильтр от другой группы источников. Изменение цвета и смена информации производятся механическим путем. См., например, патент США N 4057129, МПК G 09 F 13/12, НКИ 40-563 "Демонстрационный прибор со специальным цветовым эффектом (Display apparatus having means for creating a spectral color effect)", опубл. 10.01.78.Known projector designed for color images, which contains two groups of light sources, a reflector, a color filter, a system for changing the image on the screen. Information on the screen is illuminated by direct light from one group of light sources and by rays passing through a color filter from another group of sources. Change of color and change of information is done mechanically. See, for example, US patent N 4057129, IPC G 09 F 13/12, NKI 40-563 "Display device having a special color effect (Display apparatus having means for creating a spectral color effect)", publ. 01/10/78.
Известное устройство имеет недостатки, связанные с необходимостью вручную изменять информационное поле экрана, что усложняет работу с прибором. В известном устройстве число допустимых цветовых оттенков ограничено возможностями цветофильтра. Кроме того необходим специальный привод для смены цветофильтров, что снижает его надежность.The known device has disadvantages associated with the need to manually change the information field of the screen, which complicates the work with the device. In the known device, the number of acceptable color shades is limited by the capabilities of the color filter. In addition, a special drive is needed to change the color filters, which reduces its reliability.
Более близким по технической сущности и принятым за прототип является проектор, описанный в патенте Российской федерации N 2113066 "Система видеодисплея", МПК H 04 N 5/74, G 02 B 17/06, опубл. 10.06.98.Closer in technical essence and adopted for the prototype is the projector described in the patent of the Russian Federation N 2113066 "Video display system", IPC H 04
Известный кинескоп содержит источник света, рефлектор, оптичеcкую систему, коллиматор, световод, цветную жидкокристаллическую матрицу, средства для получения изображения на матрице, а также оптическую систему для проекции изображения на экране.A well-known picture tube contains a light source, a reflector, an optical system, a collimator, a light guide, a color liquid crystal matrix, means for acquiring an image on the matrix, and an optical system for projecting an image on a screen.
Недостаток известного цветного проектора заключается в том, что он имеет высокую трудоемкость изготовления, высокие габаритные размеры и вес, определяемые необходимостью отводить тепло от источника cвета, невысокую надежность и сложности в настройке цветовой гаммы изображения в процессе эксплуатации. Кроме того, выход из строя источника cвета может привести к возгоранию прибора.A disadvantage of the known color projector is that it has a high manufacturing complexity, high overall dimensions and weight, determined by the need to remove heat from the light source, low reliability and difficulties in adjusting the color gamut of the image during operation. In addition, failure of the light source may lead to the ignition of the device.
Целью данного изобретения является снижение трудоемкости изготовления, уменьшение стоимости изделия, его габаритных размеров и веса, обеспечение более качественной цветопередачи изображения, получение возможности регулирования цвета изображения и повышение надежности и безопасности при эксплуатации. Кроме того, в предлагаемом дисплее снижено энергопотребление, расширен диапазон применения и повышен срок службы прибора.The aim of this invention is to reduce the complexity of manufacturing, reducing the cost of the product, its overall dimensions and weight, providing better color reproduction of the image, gaining the ability to adjust the color of the image and improving reliability and safety during operation. In addition, the proposed display has reduced power consumption, expanded the range of applications and increased the life of the device.
Указанная цель достигается тем, что в проекторе, содержащем источник света, оптическую систему, включающую рефлектор, коллиматор, световод, цветную жидкокристаллическую матрицу, средства для получения изображения на матрице и экран для проецирования изображения, согласно предложению, источник света представляет собой плату со cветодиодами, расположенными так, что световые потоки от них концентрируются на оптической системе.This goal is achieved by the fact that in a projector containing a light source, an optical system including a reflector, a collimator, a light guide, a color liquid crystal matrix, means for acquiring an image on the matrix and a screen for projecting an image, according to the proposal, the light source is a board with LEDs, arranged so that the light flux from them is concentrated on the optical system.
В варианте технического решения плата со светодиодами выполнена в виде параболоида.In a variant of the technical solution, the board with LEDs is made in the form of a paraboloid.
В варианте технического решения плата выполнена в виде узкой полосы, изогнутой в форме параболы.In an embodiment of the technical solution, the board is made in the form of a narrow strip curved in the shape of a parabola.
В варианте технического решения источник света со светодиодами располагается в cплошном прозрачном пластмассовом корпусе, заполняющем пространство между платой и оптической системой.In a variant of the technical solution, the light source with LEDs is located in a solid transparent plastic case that fills the space between the board and the optical system.
В варианте технического решения плата представляет собой плоскость и располагается на стороне, противоположной рефлектору.In a variant of the technical solution, the board is a plane and is located on the side opposite to the reflector.
В варианте технического решения светодиоды состоят на трех групп красного, зеленого и синего цветов, каждая группа имеет регулятор тока.In the embodiment of the technical solution, the LEDs consist of three groups of red, green and blue colors, each group has a current regulator.
В варианте технического решения дисплей снабжен датчиком внешней освещенности, связанным с общим регулятором тока, включенным в цепь питания светодиодов.In an embodiment of the technical solution, the display is equipped with an ambient light sensor connected to a common current regulator included in the power supply circuit of the LEDs.
В варианте технического решения датчик внешней освещенности связан с общим регулятором и регуляторами, включенными в цепи питания групп светодиодов через микропроцессор.In an embodiment of the technical solution, the ambient light sensor is connected to a common controller and regulators included in the power supply circuit of the LED groups through a microprocessor.
В варианте технического решения информация на экране проецируется за счет пропускания светового потока через цветную жидкокристаллическую матрицу, причем световой поток формируется путем суммирования трех световых потоков от светодиодов, имеющих три цвета излучения - красный, зеленый, синий, каждый из световых потоков регулируется с помощью регулятора тока по сигналам от датчика внешней освещенности.In an embodiment of the technical solution, the information on the screen is projected by transmitting the light flux through a color liquid crystal matrix, and the light flux is formed by summing the three light fluxes from LEDs having three emission colors - red, green, blue, each of the light fluxes is regulated by a current regulator by signals from the ambient light sensor.
В варианте технического решения спектральный состав излучения и величина светового потока изменяются в зависимости от показаний датчика внешней освещенности.In an embodiment of the technical solution, the spectral composition of the radiation and the amount of light flux vary depending on the readings of the ambient light sensor.
В варианте технического решения светодиоды каждой группы расположены в своем отдельном блоке, составляющем общий корпус.In the embodiment of the technical solution, the LEDs of each group are located in their own separate unit that makes up the common housing.
Использование светодиодной платы в качестве источника света обеспечивает небольшие габаритные размеры кинескопа, низкое тепловыделение, позволяя тем самым уменьшить вес и габаритные размеры аппарата. Кроме того, за счет высокого срока службы светодиодов (достигающей 100 тыс. часов) увеличивается надежность системы. Весь источник света, представляющий собой плату, может выполняться на принципах печатной схемы, что ведет к сокращению трудоемкости изготовления аппарата. Кроме того, в проекторе обеспечивается высокая степень безопасности, поскольку выход из строя светодиодов не вызывает каких-либо опасных эффектов. Достоинством светодиодного источника света является также и то, что он состоит из нескольких групп, соединенных по последовательно-параллельной схеме, что позволяет легко переключать его в зависимости от напряжения источника питания.Using the LED board as a light source provides a small overall picture tube size, low heat, thereby reducing the weight and overall dimensions of the apparatus. In addition, due to the high life of the LEDs (reaching 100 thousand hours), the reliability of the system increases. The entire light source, which is a board, can be performed on the principles of a printed circuit, which leads to a reduction in the complexity of manufacturing the apparatus. In addition, the projector provides a high degree of safety, since failure of LEDs does not cause any dangerous effects. The advantage of the LED light source is that it consists of several groups connected in series-parallel circuit, which makes it easy to switch depending on the voltage of the power source.
Выполнение платы со светодиодами в виде параболоида позволяет не производить специального отбора световых приборов по их параметрам, что упрощает технологию изготовления.The implementation of the board with LEDs in the form of a paraboloid eliminates the need for special selection of lighting devices according to their parameters, which simplifies the manufacturing technology.
Выполнение платы в виде узкой полосы, изогнутой в форме параболы, дает возможность уменьшить габаритные размеры источника света.The implementation of the board in the form of a narrow strip, curved in the shape of a parabola, makes it possible to reduce the overall dimensions of the light source.
Расположение источников света в сплошном прозрачном пластмассовом корпусе, заполняющем пространство между платой и оптической системой, обеспечивает большую прочность и влагозащищенность кинескопа.The location of the light sources in a solid transparent plastic case, filling the space between the board and the optical system, provides greater strength and moisture resistance of the tube.
Выполнение светодиодной платы в виде плоскости, расположенной на стороне, противоположной рефлектору, позволит создавать источники света с повышенным световым потоком.The implementation of the LED board in the form of a plane located on the side opposite the reflector will allow you to create light sources with increased light flux.
Подбор cветодиодов из трех групп краcного, зеленого и синего цветов, в которой каждая группа имеет регулятор тока, дает возможность регулировать цвет суммарного светового потока, что необходимо при изменении внешней освещенности по сигналам датчика внешней освещенности.The selection of LEDs from three groups of red, green and blue colors, in which each group has a current regulator, makes it possible to adjust the color of the total light flux, which is necessary when changing the ambient light according to the signals of the ambient light sensor.
Применение микропроцессора, связанного с датчиком внешней освещенности, позволяет регулировать цвет и величину светового потока в зависимости от внешней освещенности при отображении информации на полупрозрачном экране так, чтобы не ослеплять наблюдателя и, в тоже время, обеспечивать наилучшее восприятие информации.The use of a microprocessor associated with an ambient light sensor allows you to adjust the color and amount of light flux depending on the ambient light when displaying information on a translucent screen so as not to blind the observer and, at the same time, ensure the best perception of information.
Применение отдельных блоков для каждой группы светодиодов с определенным спектром излучения упрощает монтаж осветителя и индивидуальную подстройку оптических систем.The use of separate blocks for each group of LEDs with a specific emission spectrum simplifies the installation of the illuminator and the individual adjustment of optical systems.
Изобретение иллюстрируется 16-ю фигурами.The invention is illustrated by 16 figures.
На фиг.1 представлена структурная схема проектора со светодиодами, располагаемыми на плате в виде узкой полосы, изогнутой по форме параболы.Figure 1 shows the structural diagram of the projector with LEDs located on the board in the form of a narrow strip, curved in the shape of a parabola.
На фиг.2 - вид сечения А-А по стрелке расположения светодиодов на плате.Figure 2 is a section view aa along the arrow of the arrangement of the LEDs on the board.
На фиг.3 изображен источник света из светодиодов, выполненный в виде сплошной конструкции из пластмассы.Figure 3 shows a light source from LEDs, made in the form of a continuous structure of plastic.
На фиг.4 представлена структурная схема устройства со светодиодами, расположенными на поверхности, противоположной рефлектору.Figure 4 presents a structural diagram of a device with LEDs located on the surface opposite to the reflector.
На фиг.5 изображен вариант проектора с внешним экраном.Figure 5 shows a variant of the projector with an external screen.
На фиг.6 нарисована схема соединения светодиодов с различными спектрами излучения с регуляторами тока.Figure 6 shows a diagram of the connection of LEDs with various emission spectra with current regulators.
На фиг.7 представлена зависимость силы света излучения светодиода от величины протекающего по нему тока.Figure 7 shows the dependence of the light intensity of the LED radiation on the magnitude of the current flowing through it.
На фиг.8 дано расположение датчика света внешней освещенности экрана.On Fig given the location of the light sensor of the external illumination of the screen.
На фиг.9 показана принципиальная схема регулирования светового потока светодиодов с помощью датчика света.Figure 9 shows a schematic diagram of the regulation of the luminous flux of LEDs using a light sensor.
На фиг.10 имеется график изменения светового потока, излучаемого экраном, в зависимости от внешней освещенности.Figure 10 has a graph of the change in luminous flux emitted by the screen, depending on the external illumination.
На фиг.11 приведен график изменения спектрального состава светового потока, излучаемого экраном, в зависимости от внешней освещенности.Figure 11 shows a graph of the change in the spectral composition of the light flux emitted by the screen, depending on the external illumination.
На фиг.12 показано расположение датчика внешней освещенности при проецировании изображения на полупрозрачный экран.12 shows the location of the ambient light sensor when projecting an image onto a translucent screen.
На фиг.13 представлен вариант передачи изображения непосредственно на стекло очков или защитное стекло шлема.On Fig presents a variant of the image transfer directly to the glass of glasses or protective glass of the helmet.
На фиг.14 дана принципиальная электрическая схема регулирования тока для светодиодов с различным спектром излучения.On Fig given a circuit diagram of the current control for LEDs with different emission spectra.
На фиг.15 имеется график изменения светового потока Ф светодиодов в зависимости от внешней подсветки Е полупрозрачного экрана.On Fig there is a graph of the luminous flux Φ of the LEDs depending on the external illumination E of the translucent screen.
На фиг.16 показана структурная схема расположения светодиодов в различных блоках.On Fig shows a structural diagram of the location of the LEDs in various blocks.
Общие для всех фигур элементы обозначены одинаково.Elements common to all figures are denoted identically.
Светодиодный проектор выполнен следующим образом. Источники света 1 (фиг.1) из светодиодов располагаются в ряд на плате 2, представляющей собой узкую полосу, изготовленную из пластмассы, например из плексигласа, и изогнутую по параболе так, чтобы сконцентрировать световой поток от светодиодов на рассеиващей пластинке 3, после которой он попадает на коллиматор 4. Эти элементы находятся в корпусе 5. Световод 6 подводит световой поток к рассеиващей линзе 7, которая равномерно распределяет световой поток на цветную жидкокристаллическую матрицу 8. Последняя имеет средства для получения изображения (на фиг. не показаны). После этого световой поток попадает на экран 9. Экран 9 может иметь отдельный корпус 10.LED projector is made as follows. The light sources 1 (Fig. 1) of the LEDs are arranged in a row on the
Вид сечения А-А по стрелке (фиг.2) дает представление о плате 2 со оветодиодами 1.The cross-sectional view A-A in the direction of the arrow (Fig. 2) gives an idea of the
При необходимости обеспечения больших световых потоков светодиоды располагаются и на трехмерной поверхности, имеющей форму, например, параболоида, а сама поверхность с наружной стороны дополнительно покрыта светоотражающим слоем, направляющим световой поток в сторону пластинки 3 и коллиматора 4.If it is necessary to ensure large luminous fluxes, the LEDs are also located on a three-dimensional surface having the shape of, for example, a paraboloid, and the surface itself is additionally coated on the outside with a reflective layer directing the light flux towards the
В варианте технического решения светодиоды 1 вместе с платой 2 располагаются в сплошном прозрачном корпусе 11 (фиг.3), плоская часть которого представляет собой подобие сектора. Выпуклая сторона 12 корпуса 11 со светодиодами 1 имеет вид параболы, а узкая сторона 13 усечена и направлена в сторону оптической системы, состоящей из пластинки 3, коллиматора 4 и оптической линзы 7. В качестве материала корпуса может быть применен прозрачный пластик, например поликарбонат. Внешняя поверхность корпуса 11 покрывается светоотражающим слоем, обращенным внутрь корпуса.In an embodiment of the technical solution, the
В варианте технического решения световые приборы 1 располагаются на плоской плате 14 (фиг.4) на поверхности, противоположной сферическому рефлектору 15. В фокусе рефлектора находится оптическая система, состоящая, например, из рассеивающей пластины 3 и рассеивающей линзы 16. Оптическая система расположена в центре платы 14. Световой поток от линзы 16 поступает на цветную жидкокристаллическую матрицу 8 Световой поток, после прохождения матрицы, поступает на экран 9, находящейся в корпусе 5.In an embodiment of the technical solution, the
В варианте технического решения изображение после цветной жидкокристаллической матрицы 8 поступает на внешний экран 17 (фиг.5).In a variant of the technical solution, the image after the color
В варианте технического решения светодиоды разделены на три группы со спектрами излучения - красным (1′), зеленым (1’’) и синим (1’’’) (фиг.6). В цепи питания светодиодов различной цветности имеются регуляторы тока, соответственно для красных 18, для зеленых - 19, а для синих - 20. В качестве регуляторов могут применяться транзисторы. Общее количество диодов зависит от вышеприведенных вариантов конструкции и требуемого максимального светового потока. Их соотношение во цвету определяется необходимостью получения суммарного белого стандартного света. Светодиоды соединены по последовательно-параллельной схеме. В каждой отдельной цепи по 4 последовательно соединенных светодиода определенного спектра излучения. Однако, при необходимости, светодиоды могут переключаться по последовательно-параллельной схеме, где последовательно соединены только 2 прибора или все светодиоды могут быть соединены параллельно. Цепь может содержать переключатель для изменения схемы их включения. Это позволяет адаптировать аппарат к различным источникам питания. Расположение светодиодов с различным спектром излучения на плате определяется удобствами монтажа. В цепи имеется общий регулятор напряжения 20.In the embodiment of the technical solution, the LEDs are divided into three groups with emission spectra - red (1 ′), green (1 ’’) and blue (1 ’’ ’) (Fig.6). In the power supply circuit of LEDs of various colors, there are current regulators, respectively for red 18, for green - 19, and for blue - 20. Transistors can be used as regulators. The total number of diodes depends on the above design options and the required maximum luminous flux. Their color ratio is determined by the need to obtain the total white standard light. LEDs are connected in series-parallel circuit. In each individual circuit, 4 series-connected LEDs of a certain emission spectrum. However, if necessary, the LEDs can be switched in a series-parallel circuit, where only 2 devices are connected in series or all the LEDs can be connected in parallel. The circuit may include a switch for changing the circuit of their inclusion. This allows you to adapt the device to various power sources. The arrangement of LEDs with a different emission spectrum on the board is determined by the convenience of installation. The circuit has a
При изменении величины тока, протекающего через светодиод, его световой поток изменяется. С увеличением тока I сила света IФ, излучаемого светодиодом, возрастает практически прямолинейно (22), как это показано на фиг.7, где по оси абсцисс обозначен ток I, а по оси ординат - сила света IФ в относительных единицах.When changing the magnitude of the current flowing through the LED, its luminous flux changes. With increasing current I, the luminous intensity I Ф emitted by the LED increases almost rectilinearly (22), as shown in Fig. 7, where the current I is indicated on the abscissa axis and the luminous intensity I Ф in relative units is indicated on the ordinate axis.
Датчик света 23 (фиг.8) располагается так, чтобы на него не попадал свет от экрана растрового дисплея, и может быть установлен, как это показано на фиг 5, на верхней поверхности корпуса 5 или сбоку (23’) на поверхности экрана. При этом датчик снабжен защитным козырьком 24, перекрывающим световой поток, идущий от экрана 9.The light sensor 23 (Fig. 8) is positioned so that it does not get light from the screen of the raster display, and can be installed, as shown in Fig. 5, on the upper surface of the
Электрически датчик 23 соединен с общим регулятором тока 20 (фиг.6, 9), который находится в общей цепи трех параллельно включенных групп светодиодов 1’, 1’’, 1’’’ с различным цветом излучения.Electrically, the
Световой поток Ф (25, фиг.10), излучаемый экраном 9, изменяется в прямой зависимости от внешней освещенности Е. При внешней освещенности выше определенного порога, составляющей, например, 500 лк, величина светового потока равна 1 в относительных единицах. Эта зависимость может быть и нелинейной и определяется экспериментально. Любой вид этой характеристики выполняется за счет соответствующего подбора параметров регулятора 21.The luminous flux Φ (25, Fig. 10) emitted by the
Спектральный состав общего светового потока Ф определяется соотношением трех световых потоков Фi, исходящих от cветодиодов c различным цветом излучения. Их возможные изменения в зависимости от внешней освещенности имеют буквенные индексы (фиг.11), которые распределены следующим образом: для красного спектра - R (26), для зеленого - G (27) и для cинего - В (28).The spectral composition of the total luminous flux Φ is determined by the ratio of the three luminous fluxes Φ i emanating from LEDs with a different color of radiation. Their possible changes depending on the external illumination have letter indices (Fig. 11), which are distributed as follows: for the red spectrum - R (26), for the green - G (27) and for blue - B (28).
При проецировании изображения на полупрозрачный экран, например на фонарь самолета или лобовое стекло автомобиля 29, датчик внешней освещенности 23 (фиг.12) устанавливается так, чтобы он не мешал обзору, например рядом с проецирующей плоскостью 29, на которую высвечивается информация после матрицы 8 и линзы 7. Экраном на лобовом стекле или фонаре самолета служит поверхность, покрытая полупрозрачным зеркальным слоем 30. Экран располагается так, чтобы он позволял наблюдателю 31 получать требуемую информацию, не отвлекаясь от внешнего вида.When projecting an image on a translucent screen, for example, on an airplane lamp or a
Экраном может служить одно из стекол очков или защитное стекло шлема 32 (фиг.13), имеющее полупрозрачное покрытие 30. Изображение проецируется аналогично фиг.12. Световой поток на матрицу 8 подается через световод 6.The screen may be one of the glasses of the glasses or the protective glass of the helmet 32 (Fig.13) having a
Датчик внешней освещенности 23 электрически связан через микропроцессор 33 с общим регулятором 21 и регуляторами 18, 19 и 20 (фиг.14). Последние электрически соединены с соответствующими цепями со светодиодами с различными цветами излучения. Так, регулятор 18 находится в цепи светодиодов с красным спектром излучения, 19 - с зеленым, а 20 - в цепи питания светодиодов с синим спектром.The ambient
В зависимости от внешней освещенности изменяется и спектральный состав помещаемой на прозрачном экране информации, как это показано на фиг.15, где имеется логарифмическая шкала по оси абсцисс для внешней освещенности Е, лк, а по ординате - составляющие потока излучения Ф в относительных единицах. Кривые для каждой составляющей имеют те же обозначения, что и на фиг.10.Depending on the external illumination, the spectral composition of the information placed on the transparent screen also changes, as shown in Fig. 15, where there is a logarithmic scale along the abscissa axis for external illumination E, lux, and in ordinate, the components of the radiation flux F in relative units. The curves for each component have the same notation as in FIG. 10.
Светодиоды с различным спектром излучения соответственно 1’, 1’’, 1’’’ могут располагаться в отдельных блоках 34, 35, 36 (фиг.16). Каждый блок снабжен собирающей линзой, соответственно 37, 38 и 39. Световые потоки, исходящие из линз, концентрируются на пластинке 3. Блоки установлены в общем корпусе 40. Этот вариант предпочтителен, когда в качестве источников света используются одиночные сверхяркие светодиоды. Пространство между светодиодами и линзами может быть залито прозрачным пластиком. Электрическая схема соединения элементов системы аналогична фиг.6 и 14.LEDs with different emission spectra, respectively, 1 ’, 1’ ’, 1’ ’’ ’can be located in
Светодиодный проектор действует следующим образом. Световой поток от светодиодов 1 (фиг.1, 3), расположенных на плате 2, согнутой в виде, например, параболоида или параболы, концентрируется на рассеивающей пластине 3, на которой происходит смешивание и равномерное распределение световых потоков, поступающих от светодиодов, имеющих различный спектр излучения. Далее смешанный и равномерно распределенный световой поток попадает на коллиматор 4 и по световоду 6 поступает на рассеивающую линзу 7. Проходя через жидкокристаллическую матрицу 8, он попадает на экран 9. Экран 9 может быть расположен в отдельном корпусе 10. На матрице 8 формируется цветное изображение за счет средств для получения изображений.LED projector operates as follows. The light flux from the LEDs 1 (Figs. 1, 3) located on the
Поскольку световой поток от светодиодов сосредоточен в небольшом телесном угле, то рефлектор может и не потребоваться, а сама плата 2 может быть выполнена из недорогостоящей пластмассы. Конструкция платы, выполненной в виде полосы с источниками света, тепловое выделение которых невелико, позволяет существенно снизить габаритные размеры кинескопа.Since the light flux from the LEDs is concentrated in a small solid angle, a reflector may not be required, and the
При наличии сплошного пластмассового корпуса 11 (фиг.3) сокращаются потери на поглощение и рассеивание светового потока.In the presence of a continuous plastic housing 11 (figure 3), the loss of absorption and scattering of the light flux is reduced.
В варианте технического решения световой поток от светодиодов 1, располагаемых на плоской плате 14 (фиг.4), отражаясь от параболического рефлектора 15, концентрируется на пластине 3 и далее поступает на рассеивающую линзу 16. После прохождения через цветную жидкокристаллическую матрицу 8 световой поток с информацией, имеющейся на матрице 8, попадает на экран 9. Этот вариант используется при получении больших световых потоков, где требуется большое число светодиодов.In an embodiment of the technical solution, the light flux from the
Настоящее техническое решение предусматривает проецирование изображения и на внешний экран 17, как это показано на фиг.5. Таким внешним экраном может служить потолок, стена и т.д.The present technical solution provides for projecting an image onto an
В варианте технического решения светодиоды разделены на три группы цветности, красные – 1’, зеленые – 1’’ и синие – 1’’’ (фиг.6), и каждая группа имеет регуляторы тока 18, 19 и 20, с помощью которых можно изменять величину тока отдельной группы и тем самым изменять световой поток (фиг.7) одного из компонентов цвета.In the embodiment of the technical solution, the LEDs are divided into three color groups, red - 1 ', green - 1' 'and blue - 1' '' (Fig.6), and each group has
Как известно, результирующий цвет, излучаемый источником, может быть образован путем смешения трех цветов. Изменяя световой поток одного из компонентов, красного - R (26), зеленого - G (27) и синего - В (28) (фиг.11), можно изменять и суммарный цвет излучения. В данном случае появляется возможность более просто и тонко корректировать цвета изображения.As you know, the resulting color emitted by the source can be formed by mixing three colors. By changing the luminous flux of one of the components, red - R (26), green - G (27) and blue - B (28) (11), you can change the total color of the radiation. In this case, it becomes possible to more easily and finely adjust the color of the image.
Для улучшения зрительной адаптации световой поток, идущий от экрана, желательно регулировать в зависимости от внешнего освещения.To improve visual adaptation, the luminous flux coming from the screen, it is desirable to adjust depending on external lighting.
Так, в темноте яркость экрана должна быть понижена, а при солнечном свете наоборот повышена, что важно для адаптации зрения. Для того, чтобы яркость экрана регулировалась в зависимости от внешнего излучателя, светодиодный кинескоп снабжен датчиком внешнего света 23 (фиг.8). Датчик 23 (фиг.8, 9) воздействует на регулятор тока 21, который и изменяет общий световой поток (фиг.8), излучаемый светодиодами всех трех световых групп 1’, 1’’, 1’’’ одновременно, обеспечивая тем самым изменение яркости экрана в соответствии с примерным графиком 25, фиг.10.So, in the dark, the brightness of the screen should be lowered, but in sunlight it should be increased, which is important for adapting vision. In order to adjust the brightness of the screen depending on the external emitter, the LED tube is equipped with an external light sensor 23 (Fig. 8). The sensor 23 (Fig. 8, 9) acts on the
Ощущение цвета зависит от условий зрительной адаптации. Например, световой поток лампы накаливания ночью вызывает ощущение белого цвета. Тот же световой поток днем воспринимается как желтый. Свет люминесцентной лампы воспринимается как белый днем и как голубоватый ночью. (Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света. - М.: Энергоатомиздат, с.118). Это обстоятельство подчеркивает, что и цветовая гамма изображения тоже должна изменяться в зависимости от внешней подсветки. Характер этих изменений точно не установлен и требует экспериментальных исследований. Однако необходимость коррекции цветовых характеристик на экране в зависимости от внешней подсветки очевидна. Данное техническое решение позволяет это осуществить, изменяя цветовые компоненты света. Примерная зависимость изменения цветовой гаммы приведена на фиг.11. При нормальной внешней освещенности в пределах от 150-1000 лк общий световой поток, излучаемый тремя группами светодиодов 1’, 1’’, 1’’’, соответствует стандартному белому (МОК), складываясь в пропорциях красный/зеленый/синий - R/G/B=1/4, 6/0, 06 (см. Гуторов М.М., стр.122-124), и варьируется согласно фиг.11 (кривые 26, 27, 28) при изменении внешнего освещения. В перспективе возможно и регулирование цвета при внешней подсветки с различной цветовой окраской.The sensation of color depends on the conditions of visual adaptation. For example, the luminous flux of an incandescent lamp at night causes a white sensation. The same luminous flux is perceived as yellow during the day. The light of a fluorescent lamp is perceived as white during the day and as bluish at night. (Gutorov M.M., Fundamentals of Lighting Engineering and Light Sources. - M.: Energoatomizdat, p.118). This fact emphasizes that the color gamut of the image should also change depending on the external backlight. The nature of these changes is not precisely established and requires experimental studies. However, the need for color correction on the screen depending on the external backlight is obvious. This technical solution allows this to be done by changing the color components of the light. An approximate dependence of the change in color gamut is shown in Fig.11. Under normal ambient illumination ranging from 150-1000 lux, the total luminous flux emitted by three groups of LEDs 1 ', 1' ', 1' '' corresponds to standard white (IOC), folding in the proportions red / green / blue - R / G / B = 1/4, 6/0, 06 (see Gutorov M.M., pp. 122-124), and varies according to Fig. 11 (
Соотношение светодиодов на фиг.6 не соответствует этой пропорции. В частности, количество синих светодиодов больше, чем требуется для получения стандартного белого света. Схема подобрана так, чтобы была определенная симметрия, т.е. в каждой цепи по 4 светодиода, включенных последовательно. Точная пропорция соблюдается за счет регуляторов тока 18, 19 и 20 и путем подбора соответствующих световых приборов.The LED ratio in FIG. 6 does not correspond to this proportion. In particular, the number of blue LEDs is greater than that required to produce standard white light. The circuit is selected so that there is a certain symmetry, i.e. each circuit has 4 LEDs connected in series. The exact proportion is respected by the
Для регулирования излучения экрана в зависимости от внешней подсветки может быть применена схема согласно фиг.9. Характеристика регулятора 21 при этом может иметь нелинейные зависимости.To control the radiation of the screen depending on the external illumination, the circuit according to FIG. 9 can be applied. The characteristic of the
Проблема изменения цвета информации при внешнем дополнительном освещении особенно актуальна в случае, когда информация проецируется на полупрозрачном экране. Это имеет место, в частности, при выводе изображения на лобовое стекло автомобиля или фонарь самолета. Внешний источник света - солнце или часто изменяющееся уличное освещение, а также возможная полная темнота вынуждают регулировать как яркость, так и цвет изображения с тем, чтобы информация не ослепляла при низкой освещенности и была заметна и при полной темноте и при ярком свете. Так, при ярком солнечном свете цвет информации, чтобы она была заметна, желательно сделать, например, красно-оранжевой, а при полной темноте, например, слабо голубоватой. Датчик внешней освещенности 23 (фиг.12, 13) устанавливается так, чтобы он не мешал внешнему обзору оператора 31.The problem of changing the color of information under external additional lighting is especially relevant in the case when the information is projected on a translucent screen. This is the case, in particular, when displaying an image on the windshield of a car or the lamp of an airplane. An external source of light - the sun or often changing street lighting, as well as possible complete darkness make it necessary to adjust both the brightness and the color of the image so that the information does not become dazzled in low light and is noticeable in full darkness and bright light. So, in bright sunlight, the color of information, so that it is noticeable, it is desirable to make, for example, red-orange, and in complete darkness, for example, slightly bluish. The ambient light sensor 23 (Fig, 13) is installed so that it does not interfere with the external view of the
Датчик 23 воздействует на регуляторы тока 21, 18, 19 и 20, имеющие нелинейные зависимости, через микропроцессорную систему 33 (фиг.15). Изменения пропорций цветовых составляющих, 26, 27, 28, обеспечивающих суммарную цветовую гамму, осуществляется на основе программы, заложенной в микропроцессор, который, воздействуя на регуляторы 18-21, обеспечивает требуемый суммарный световой поток и спектральный состав света, излучаемого светодиодами. Одновременно изменяется и спектральный состав и величина светового потока в соответствии с наилучшей воспринимаемостью изображения. Изменяя настройку регуляторов 18, 19 и 20, можно обеспечить индивидуальную подстройку яркости и цветности изображения в зависимости от внешней освещенности.The
Вариант технического решения, в котором светодиоды, различающиеся по спектру распределения светового потока 1’, 1’’, 1’’’, распределены в различные блоки, 34, 35 и 36 (фиг.16), позволяет более тонко производить настройку светораспределения и предпочтителен для случаев, когда в качестве источников света использованы одиночные сверхяркие светодиоды. При этом также упрощается монтаж осветительной системы проектора.A variant of the technical solution in which the LEDs differing in the distribution spectrum of the luminous flux 1 ', 1' ', 1' '' are distributed in
Таким образом, в предлагаемом техническом решении обеспечивается коррекция яркости изображения и автоматическая подстройка цвета по мере изменения параметров внешней подсветки.Thus, the proposed technical solution provides correction of image brightness and automatic color adjustment as the parameters of external illumination change.
Технико-экономические преимущества предлагаемого световой трубки заключаются в следующем:The technical and economic advantages of the proposed light tube are as follows:
1. Снижена трудоемкость изготовления и вес изделия.1. Reduced the complexity of manufacturing and weight of the product.
2. Снижена стоимость изделия за счет снижения трудоемкости.2. The cost of the product is reduced by reducing the complexity.
3. Расширена номенклатура возможного применения изделия.3. The range of possible applications of the product has been expanded.
4. Повышены возможности более точной цветопередачи изображения.4. Improved capabilities for more accurate color reproduction of the image.
5. Повышены влагозащищенность и взрывобезопасность изделия за счет полной герметичности демонстрационного прибора и снижения тепловой нагрузки на систему.5. Increased moisture resistance and explosion safety of the product due to the complete tightness of the demonstration device and reduce thermal load on the system.
6. Улучшена возможность восприятия информации при наличии внешнего освещения.6. Improved the ability to perceive information in the presence of external lighting.
7. Снижены потери светового потока и увеличен срок службы прибора.7. Reduced light loss and increased device life.
8. Снижено энергопотребление.8. Reduced power consumption.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118226/28A RU2248025C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Light diode projector and method for presenting information on display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002118226/28A RU2248025C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Light diode projector and method for presenting information on display |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002118226A RU2002118226A (en) | 2004-03-10 |
RU2248025C2 true RU2248025C2 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=35365022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002118226/28A RU2248025C2 (en) | 2002-07-09 | 2002-07-09 | Light diode projector and method for presenting information on display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2248025C2 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444069C2 (en) * | 2007-06-29 | 2012-02-27 | Шарп Кабусики Кайся | Image display device |
RU2446348C2 (en) * | 2006-11-27 | 2012-03-27 | Филипс Солид-Стейт Лайтинг Солюшнз, Инк. | Method and apparatus for formation of uniform projection illumination |
RU2449384C2 (en) * | 2006-11-09 | 2012-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Liquid crystal display system and method |
RU2458351C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-10 | Герман Петрович Лосев | Method of displaying data to trackless vehicle driver |
RU2577533C1 (en) * | 2012-03-21 | 2016-03-20 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Image processing device, projector and projector control method |
RU2579154C1 (en) * | 2012-03-07 | 2016-04-10 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Projector and projector control method |
RU2596154C2 (en) * | 2012-03-21 | 2016-08-27 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Image processing device, projector and projector control method |
RU2660144C1 (en) * | 2012-05-22 | 2018-07-05 | Делаваль Холдинг Аб | Led lamp for use in cowsheds |
-
2002
- 2002-07-09 RU RU2002118226/28A patent/RU2248025C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449384C2 (en) * | 2006-11-09 | 2012-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Liquid crystal display system and method |
RU2446348C2 (en) * | 2006-11-27 | 2012-03-27 | Филипс Солид-Стейт Лайтинг Солюшнз, Инк. | Method and apparatus for formation of uniform projection illumination |
RU2444069C2 (en) * | 2007-06-29 | 2012-02-27 | Шарп Кабусики Кайся | Image display device |
RU2458351C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-10 | Герман Петрович Лосев | Method of displaying data to trackless vehicle driver |
RU2579154C1 (en) * | 2012-03-07 | 2016-04-10 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Projector and projector control method |
RU2577533C1 (en) * | 2012-03-21 | 2016-03-20 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Image processing device, projector and projector control method |
RU2596154C2 (en) * | 2012-03-21 | 2016-08-27 | Сейко Эпсон Корпорейшн | Image processing device, projector and projector control method |
RU2660144C1 (en) * | 2012-05-22 | 2018-07-05 | Делаваль Холдинг Аб | Led lamp for use in cowsheds |
US10094520B2 (en) | 2012-05-22 | 2018-10-09 | Delaval Holding Ab | LED luminarie for use in dairy barns |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002118226A (en) | 2004-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2074021C (en) | Night vision backlighting system for liquid crystal displays | |
CN207198370U (en) | Lighting device | |
JP4940247B2 (en) | Night vision adapted display backlight | |
JP3717943B2 (en) | Illuminator assembly incorporating light emitting diodes | |
US5886681A (en) | Wide-range dual-backlight display apparatus | |
CA2137043C (en) | Backlit liquid crystal display with edge-mounted night lamp | |
US6842204B1 (en) | Color display system for NVIS Class A compatibility | |
EP0560614B1 (en) | Backlight for a liquid crystal display | |
CN107606574B (en) | Lighting device | |
JP3449720B2 (en) | Color liquid crystal display backlight system compatible with night light imaging system | |
CN110537056A (en) | Illuminator and method | |
AU2013309988A1 (en) | Window structure | |
US20110157557A1 (en) | Area projection system for reproducing a visual signal on a surface | |
CN106292075B (en) | A kind of liquid crystal display LED backlight system with night viewing compatible | |
RU2248025C2 (en) | Light diode projector and method for presenting information on display | |
US10364964B2 (en) | Lighting apparatus | |
CN108361606B (en) | Lighting device | |
RU2657242C2 (en) | Lighting device and method of reducing uncomfortable glare | |
RU2309441C1 (en) | Liquid crystal screen | |
JP3823746B2 (en) | Liquid crystal display | |
CN108803139B (en) | Liquid crystal display module for double-seat cockpit | |
CN114321781A (en) | Lighting module, lighting lamp and lighting method for simulating sunlight irradiation | |
CN220543546U (en) | LED display screen | |
RU2249255C2 (en) | Contour illumination light-dynamic electro-optical device | |
KR20130071111A (en) | Vehicle headlamp system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 7-2005 |
|
QA4A | Patent open for licensing | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090710 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120710 |