RU2113066C1 - Система видеодисплея - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технике телевизионных видеодисплеев, в которых используется активная матрица жидких кристаллов совместно с проекционной оптикой. Система видеодисплея содержит жидкокристаллический прибор со множеством различных цветных пикселей, размещенных в матрице для формирования изображения, управляющее средство для управления образования изображения множеством пикселей, средство для приема изображения, оптическую систему, расположенную между жидкокристаллическим прибором и проецирующим средством для поддержания регистрации цвета раздельных изображений и средство для устранения мертвых пространств между пикселами. 3 з.п. ф-лы, 20 ил.

Description

Изобретение касается устройства телевизионных дисплеев, конкретно - усовершенствованной системы видеодисплея, в которой используется активная матрица жидких кристаллов (ЖК) совместно с проекционной оптикой.

Телевизионные дисплеи с использованием электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) широко применяются в течение нескольких десятилетий, хотя многие проблемы в технологии ЭЛТ все еще остаются. Размер изображения все еще ограничен, что затрудняет групповое видение. Фактические телевизионные приемники с размером изображения по крайней мере 19 дюймов (при измерении по диагонали), что представляет примерно наименьший "удобный" размер для семейного видения в домашних условиях, остаются большими и громоздкими. Телевизор, удобный для просмотра, становится неудобным, если смотреть с постели, остаются проблемы опасности здоровью от рентгеновских лучей, излучаемых цветовыми блоками, напряжение глаз, связанное с частотой мерцания, опасности высокого напряжения, возможного взрыва трубки.

Проблемы качества изображения телевизионных дисплеев на основе ЭЛТ включают в себя цветовое искажение, пониженную разрешающую способность из-за влияния магнитного поля Земли, ошибки схождения, старение или разрегулировка и сниженная разрешающая способность по причине визуальных артифактов, таких как строки развертки, люминофорные окантовки и люминофорные точки, которые присущи всем таким телевизионным дисплеям и особенно видимы на близком расстоянии. Эти визуальные артифакты создают более низкое качество изображения, чем изображения в кинотеатрах.

"Проекционное телевидение" было разработано и промышленно освоено в последние годы. Хотя такое телевидение не решило проблемы небольшого смотрового экрана, обострились другие существующие проблемы и возникли новые проблемы. Проекционное телевидение является более дорогим, чем стандартное прямопоказывающее телевидение, более громоздким, более тяжелым и более крупным, так что портативность нереальная. Два типа систем проекционного телевидения стали популярными: в одном используется три ЭЛТ с проекционными линзами и в другом используется масляная пленка, сканируемая электронным лучом.

Система на основе ЭЛТ остается очень слабой, требует тусклоосвещенной среды для возможности видения изображения на экране и дорогого специального экрана, который обеспечивает ограниченный угол зрения. Три ЭЛТ образуют изображения в основных цветах: синем, зеленом и красном. Система на масляной основе, часто именуемая как система Эйдофора, имеет три "сканируемых масляных элемента"; которые имеют относительно короткий срок службы, и использует внешний источник света. В любой системе эти изображения должны быть сведены воедино на экране для образования одного цветного изображения. По причине кривизны линз и вибрации в работе электрических схем в любой системе правильную сходность не так легко достигнуть и иногда требуется полчаса дополнительного времени для настройки. Если проектор или экран "сбился", операция сходимости должна быть повторена. ЭЛТ возбуждаются высоким анодным напряжением для получения от них наиболее возможной яркости. Дальнейшее увеличение анодного напряжения увеличивает опасность рентгеновских лучей и снижает срок службы трубки и вызывает другие проблемы, связанные с высоким напряжением. Три трубки увеличивают опасность взрыва трубок.

Предпринимаются попытки решить вышеприведенные проблемы путем использования системы на основе "световых клапанов". В этом типе системы используется внешний источник света, который может быть таким ярким, каким это требуется, со световым клапаном для модулирования света, несущего изображение. Поиски и экспериментальные разработки по созданию работоспособного светового клапана сфокусировались на использовании разных оптических эффектов, связанных с физическими эффектами, и на разработке и изготовлении разных материалов для достижения требуемых эффектов в световом клапане. За исключением системы типа санирования по масляной пленке, ни одна из других систем светового клапана не оказалась фактически выполнимой или экономически жизненной. Эксперименты проводились на лазерной системе, которая развертывала изображение на смотровом экране таким же образом, как электронный луч сканирует изображение на экране ЭЛТ. Лазерная система значительно большая, чтобы быть портативной, очень сложная в использовании и профилактике, чрезвычайно дорогая, очень опасная и оказалась слишком слабой в отношении больших изображений. В конструкциях разных систем светового клапана главным образом использовались кристаллы, такие как кварцевые, дигидрофосфата калия, ниобата лития, ниобата бария-стронция, алюмоиттриевого граната или оксида хрома; или жидкости, таких как нитробензол, или же жидкие кристаллы смектического или нематического типа, или же суспензии частиц, таким как сульфат иодохинина в жидком носителе. Эти и другие аналогичные материалы использовались для извлечения выгоды из одного или больше оптических эффектов, в том числе: электрооптические эффекты, такие как создание вращающейся плоскости поляризации или изменение показателя рефракции материала в результате приложенного электрического поля, магнитооптические эффекты с использованием приложенного магнитного поля, электрострикционные эффекты, пьезооптические эффекты, ориентация электростатической частицы, фотопроводность, акустическооптические эффекты, фотохромные эффекты, вторичная электронная эмиссия, вызванная сканированием лазера, и разные комбинации этих эффектов. Однако такие световые клапаны оказалось невозможно производить недорого в больших количествах и с большой аппретурой, часто бывают токсичные, опасные и несовместимые с качеством производства.

Во всех светоклапанных системах разные зоны должны обеспечиваться разной информацией, чтобы разное количество света появлялось в каждой зоне, складываясь в полное изображение поперек общего луча света. Это требовало материалов для сканирования лазером или электронным пучком, или крошечного перекрестка электрически проводящих траекторий, матрицы, располагаемой на (или смежно) с материалом, к которому необходимо обратиться. В системах сканирования луча проблема состояла в дегазации, эрозии материала и утрате информации изображения по причине яркого и тепловыделяющего осветительного света. Система электрической матрицы оказалась трудней для технического исполнения, требующей хороших характеристик проводимости со схемами чрезвычайно быстрого переключения, которые были бы практически неосуществимы в случае высоких напряжений, необходимых для возбуждения данной зоны материала. Основная система, разработанная для возможности адресации к малым зонам, которая показала себя обещающей, часто именуется как электронное мультиплексирование.

Электронное мультиплексирование работает только при низком напряжении, необходимо для таких материалов, как жидкие кристаллы. При этом способе адреса всех элементов изображения являются координатами x и y на проводящей сетке. Для возбуждения зоны данного элемента изображения специфической величины разные напряжения должны быть приложены к проводникам x и y, так что когда они встречаются, они вместе возбуждают порог и модулируют зону. Основной недостаток такого мультиплексирования - это перекрестные помехи, когда окружающая зона подвергается воздействию локального электрического поля, вызывая ложные данные, влияющие на окружающие элементы изображения. Перекрестные помехи также являются проблемой в случае материалов электронного и лазерного сканирования и снижают контрастность и разрешающую способность, равно как цветовое насыщение и точность. Так как эти световые клапаны имеют очень малую инерционность (послесвечение) и зона одного элемента изображения возбуждается за один раз, по существу меньше света проходит через экран, чтобы окончательно достигнуть телезрителя, поскольку все элементы изображения находятся в состоянии "заперто" большую часть времени, когда расходуется свет, образует более тусклое изображение с более слабой контрастностью и генерирует больше тепла, потому что необходим более яркий источник для компенсации. Высокие частоты регенерации практически нереальны, потому что это потребовало бы более быстрого переключения в несколько раз в соответственно более быстро реагирующих материалов.

"Карманные ТВ" сконструированы сегодня на основе использования способа электронного мультиплексирования, но поскольку изображение небольшое, яркость светового источника и окружающие условия ограничены, то эти недостатки не очень существенные. Однако когда изображение проецируется, дефекты значительно увеличиваются и становятся недопустимо заметными, так как большие элементы изображения образуют очень заметные квадраты и ряды, далекие от качества изображения. Контрастность также тогда заметно очень снижается, т. е. "черное" невозможно. При дальнейшем снижении контрастности яркая горячая лампа будет нагревать ЖК-дисплей, вызывая "горячую точку" в центре изображения, расширяя образец гаусского типа. Это еще больше снижает контрастность. Передача цвета у карманных ТВ также слабее, чем у ЭЛТ.

Для решения этих и других проблем, связанных с телевизионными устройствами предшествующего уровня техники, настоящее изобретение ставит своей целью создание видеоизображения регулируемого размера, которое может быть очень большим и обладает высоким качеством и достаточной яркостью, чтобы быть видимым в нормально освещенной комнате.

Цель изобретения состоит в создании устройства телевизионного дисплея, в котором используется специально сконструированная жидкокристаллическая светоклапанная система, независимый источник света и оптика для переднего и заднего проецирования на внутренней и внешний экраны.

Другая цель изобретения состоит в создании дисплея с высокой разрешающей способностью и контрастностью, с более точной цветопередачей, близкой к ЭЛТ, в то же время снижение деформирования, связанного с миганием, и устранение появления полос или элементов изображения.

Цель изобретения состоит также в создании небольшой легкой по весу портативной системы, имеющей длительный срок службы без необходимости профилактики, которая может функционировать совместно или без большого экрана и может производится в массовом порядке относительно недорого.

Еще одна цель изобретения состоит в создании системы, которая не требует сходимости или других трудных регулировок перед видением.

Другой целью изобретения является создание системы, которая не таит опасности излучения рентгеновских лучей или взрыва трубки и функционирует на относительно низком напряжении.

Дополнительная цель изобретения - создание системы, которая не требует специального экрана, может легко проецировать на потолок и может удобно быть видимой под относительно широкими углами.

Дальнейшая цель изобретения состоит в создании системы, способной производить трехмерное проецирование.

Эти и другие цели изобретения достигаются с помощью "Усовершенствованной системы видеоотображения", в которой используется устройство дисплея на жидких кристаллах (ЖК-дисплей) для образования изображения, используя "активную матрицу" для электронной адресации и возбуждения каждого ЖК-элемента в матрице. Матрица является "активной" в том, что отдельный транзистор или другой соответствующий полупроводник установлен смежно с каждым элементом изображения или "пикселом" для запоминания управляющего сигнала соответствующего пиксела. Система телевизионного дисплея далее включает в себя устройство проекционной оптики, которая содержит источник света для освещения ЖК-дисплея, оптику, которая коллимирует свет от источника, и систему линз для проецирования и фокусирования изображения от ЖК-дисплея на смотровую поверхность.

Важный отличительный признак одного варианта реализации изобретения состоит в использовании дихроической системы отражения (зеркал) для наложения триад цветных пиксел от одного многоцветного ЖК-дисплея для образования пиксел полной цветовой гаммы с интервалами между ними.

Другой отличительный признак изобретения касается заполнения интервалов между элементами изображения. Эти интервалы или промежутки могут быть заполнены путем использования системы четырех отражателей, в которой первая пара полосовых отражателей дублирует каждый пиксел, и изображение смещается по горизонтали в интервалы, которые ранее существовали между элементами изображения. Вторая пара отражателей дублирует вновь созданные ряды пиксел и смещает изображения первоначальных и дублированных элементов изображения по вертикали для заполнения остальных промежутков между элементами изображения.

Описываются другие способы заполнения интервалов между смежными элементами изображений путем использования набора линз расширителей пучка и коллимирующей линзы или второго набора коллимирующих линз для расширения и коллимирования индивидуальных изображений элементов изображения.

На фиг. 1 приведен схематичный вид изобретения, показывающий три ЖК-дисплея, проецирующих свои изображения на один общий экран; на фиг. 2 - схематичный вид модифицированного варианта реализации изобретения, в котором изображения трех ЖК-дисплеев внутри наложены друг на друга и проецируются на общий экран, используя один набор проекционной оптики; на фиг. 3 - схематичный вид разных элементов изображения с уменьшенными интервалами между ними; на фиг. 4 - схематичный вид проецируемого изображения наложенных "полной цветовой гаммы элементов изображения"; на фиг. 5 - схематичный вид системы четырех отражателей, показывающий способ наполнения интервалов между элементами изображения; на фиг. 6 - схематичный вид, показывающий заполнение интервала между элементами изображения с помощью первых двух отражателей ("пара полосовых отражателей") системы четырех отражателей на фиг. 5; на фиг. 7 - увеличенный схематичный вид "пары полосовых отражателей" системы четырех отражателей на фиг. 5; на фиг. 8 и 9 - схематичные виды вариантов реализации системы линз согласно изобретению; на фиг. 10 - схематичный вид дихроической системы отражателей предпочитаемого варианта реализации настоящего изобретения; на фиг. 11 - схематичный вид варианта реализации дихроической системы отражателей фиг. 9 и 10, модифицированной для включения дополнительной траектории света; на фиг. 12 - график интенсивности передаваемого света в видимом спектре через два ЖК-дисплея полной цветовой гаммы, один из которых с резонатором ЖК-дисплея постоянной толщины в противоположность резонатору ЖК-дисплея со "ступенчатой толщиной"; на фиг. 13 - график интенсивности передаваемого света по отношению к приложенному напряжению в отношении трех длин волны, используемых в двух полной цветовой гаммы ЖК-дисплеях, один в резонатором ЖК-дисплея постоянной толщины и один с резонатором ЖК-дисплея "ступенчатой толщины"; на фиг. 14 - увеличенный схематичный вид резонатора ЖК-дисплея "ступенчатой толщины", показывающий различные толщины ЖК-дисплея, которые пересекают красный, зеленый и синий свет; на фиг. 15 - диаграмма цветности по CIE (CIE = MKO = Международная комиссия по освещению - сравнивающая цветовые диапазоны дисплея на ЭЛТ, традиционного цветного ЖК-дисплея с постоянной толщиной резонатора и "ступенчатой толщиной" резонатора ЖК-дисплея в соответствии с настоящим изобретением); на фиг. 16 - схематичный вид системы проецирования на задний экран с использованием настоящего изобретения и рирпроекционного экрана типа зубчикового искажения изображения; на фиг. 17 - схематичный вид цветных фильтров на соответствующей зоне цветных элементов изображения в ЖК-дисплее полной цветовой гаммы; на фиг. 18 - схематичный вид альтернативной компоновки элементов изображения, в которой три элемента изображения цветной триады обозначены треугольником; на фиг. 19 - открытый вид в перспективе системы подавления звука, которая может быть адаптирована для настоящего изобретения; на фиг. 20 - схематичное изображение предпочитаемого варианта реализации настоящего изобретения.

Из всех систем телевизионных дисплеев, разработанных и используемых, лишь одна содержит в себе огромный потенциал для решения вышеупомянутых проблем, это система ЖК-дисплея, используемая в режиме передачи или отражения, с извлечением преимуществ способностей поляризации/вращения или рассеяния жидких кристаллов, с проводящей матрицей для адресации. Разнообразные изменения должны быть произведены в текущих конструкциях телевизионных дисплеев, в которых используются электронные мультиплексирования, чтобы устранить текущие проблемы.

Хотя жидкокристаллические телевизионные дисплеи с использованием электронного мультиплексирования производят удовлетворительное небольшое изображение, что когда такие изображения проецируются на большой экран, передаваемый свет никогда не достигает нуля, вызывая низкую контрастность. При электронном мультиплексировании электронный "слив" в соседние элементы изображения и перекрестные помехи снижают разрешающую способность и достоверность цвета. Если изображение должно быть мозаикой из красного, синего и зеленого элементов изображения, каждый элемент изображения должен приобрести точную величину тока для воспроизведения соответствующей яркости каждого элемента изображения согласно первоначальной яркости телепередачи, а также его цветового содержания. Дополнительно свет теряется и изображение выглядит тусклым, где каждый элемент изображения отпирается или включается только в части поля развертки. Изображение не может быть регенерировано, и поэтому мигание и эффективность яркости зависят от инерционности ЖК-дисплея, которая не регулируется.

Поэтому предлагается новая идея в отношении элемента проецирования светоклапанной системы. Эта идея включает в себя нанесение тонкопленочного транзистора рядом с каждым элементом изображения, создавая скорее "активную", чем "пассивную" матрицу. Вместо действующего сегодня мультиплексирования каждый транзистор будет принимать уровень напряжения, который может храниться в нем, пока не изменится, создавая простую "транзисторную память" для каждого элемента изображения. Тем самым к каждому элементу изображения можно адресоваться и его можно включить (отпереть) (для передачи или отражения света), и он будет оставаться включенным (отпертым), пока не будут представлены данные для следующего кадра. С помощью этой системы не требуется использования чересстрочного сканирования и мигание может быть устранено. Каждый элемент изображения будет включенным (отпертым) на всю длину кадра, сразу изменяясь на соответствующий уровень удельного пропускания или отражательной способности элемента изображения в следующем кадре. Каждый элемент изображения будет включенным (отпертым) (требуемая величина) все время, обеспечивая наивысшую эффективность света от внешнего светового источника.

Эта "активная матрица" обеспечит больше яркости и меньше тепла при данном уровне яркости. Адресация к каждому транзистору отдельно и предоставление транзистору возможности определять ток на каждый элемент изображения дополнительно к введению некоторого "мертвого пространства" между элементами изображения, обеспечивает то, что каждый элемент изображения принимает правильную величину тока без перекрестных помех от соседних элементов изображения. Путем создания "мертвого пространства" между элементом изображения, необходимого для размещения транзистора (в зоне "перекрытия" жидкого кристалла, где электрические поля от соседних могли бы взаимно смешиваться и создавать ложные данные, снижая контрастность и искажая цветовую смесь) устраняется проблема перекрестных помех. Установление непрозрачного черного покрытия на этих зонах служит по крайней мере двум целям: останавливает прохождение неправильно модулированного или демодулированного света для прохождения на экран и защищает транзистор от повреждения из-за облучения интенсивным светом и теплом. Эта зона может быть частью размера элемента изображения. Использование такой системы модуляции на основе активной матрицы из тонкопленочных транзисторов снимает многие проблемы в отношении контрастности, яркости, мигания и цветного содержания. Современные технические способы нанесения полупроводникового материала могут использоваться для массового производства этой системы.

Эта новая светоклапанная ЖК-система используется совместно с проекционной оптикой. В предпочтительном варианте реализации, показанном на фиг. 20, световой источник 1700 подвергается коллимированию коллимирующей оптикой 1710, которая может включать в себя сферический или параболический отражатель 1720, конденсорную линзу 1730 и коллимирующие линзы 1740. Жидкокристаллическая светоклапанная система 1750 освещается этим коллимированным светом, создавая на ней оптическое изображение полной цветовой гаммы. Проекционная оптика 1780 затем фокусирует это изображение на смотровую поверхность 1790. Факультативно для улучшения качества проецируемого изображения используется подсистема 1760 для наложения элементов изображения цветной триады, сообразуя элементы изображения полной цветовой гаммы с интервалами между ними. Источник пониженной разрешающей способности, контрастности и достоверности цвета и серых уровней генерируется теплом требуемой проекционной лампы. Тепло подобно свету облучает ЖК-дисплей по Гаусс-подобному образцу, вызывая "горячую точку" в центре ЖК-дисплея.

Чрезмерное тепло может повредить ЖК-дисплей. Если не достигнут порог повреждения, ухудшение изображения все же может происходить из-за расширения ЖК-дисплея, что увеличивает расстояние, которое свет должен пройти через ЖК-дисплей. Это увеличивает рассеяние при вращении плоскости поляризации проходящего света, избавляясь от контрастности, разрешающей способности, цветового и серого содержания Гауссовского типа образца.

Ряд шагов может быть предпринят в отношении разрушительного эффекта нагревания ЖК-дисплея. Во-вторых, вся оптика, включая ЖК-дисплей, должна быть смонтирована с хорошим контактом с большими теплоотводами, как это делается, например, в случае мощных транзисторов. Дополнительно вся оптика может быть покрыта материалом правильной толщины для отражения инфракрасной (ИК) области спектра. Отражающие ИК-отражатели и теплопоглощающее стекло также могут использоваться в оптической траектории. Текучие средства, такие как жидкость или газ в контейнере, дающие возможность большим массам текучей среды (жидкость или газ) с соответствующей высокой точкой кипения циркулировать в охватываемой зоне или быть в статическом состоянии, могут использоваться для дальнейшего охлаждения. Альтернативно вместо передающей оптики может использоваться металлическая отражающая оптика для дальнейшего отвода тепла и подавления отражения длин волн в ИК-области спектра (с антиотражающим покрытием в отношении ИК).

Простейшим средством, которое может быть использовано для охлаждения ЖК-дисплея, а также других компонентов системы, это использование охлаждающего вентилятора или вентиляторов. Однако вентилятор может создать проблему шума, когда звуковая громкость системы на очень низком уровне, в частности в небольшой комнате. Для подавления шума может использоваться "воздушная перегородка" между вентилятором и выходным отверстием/каналом корпуса устройства согласно изобретению. На фиг. 19 показана система подавления звука, включающая в себя вентилятор 1600, установленный на основании 1620. Добавление барьера 1630 воздушного потока побуждает воздух следовать по изогнутой траектории с отклонением перед выходом из корпуса через выходное отверстие/канал 1640. Поверхности, от которых воздух отражается, покрыты звукопоглощающими материалами, значительно снижая шум, поступающий в слушаемую среду. Так как часть шума будет присутствовать еще на выходе 1640, могут быть предприняты дальнейшие меры по снижению шума. Эти меры включают в себя микрофон 1650, который снимает оставшийся шум, посылает его на усилитель, который инвертирует фазу шума на 180^o. Инвертированный шум воспроизводится через громкоговоритель 1660. Путем правильного регулирования громкости и смещения по фазе усилителя остающийся шум вентилятора может быть значительно снижен и сделан практически неслышным.

В зависимости от яркости используемого источника и физических и экономических сдерживающих факторов данной системы некоторый значительный гауссовского типа тепловой образец может оставаться на ЖК-дисплее и может изменяться со временем, когда общее тепло образуется во время эксплуатации. Поэтому электронный способ может использоваться дополнительно для устранения проблемы и снижения величины других приведенных средств. Так как степень вращения плоскости поляризации света не только зависит от толщины ЖК-дисплея, через который он проходит, но также от величины приложенного электрического поля, изменение электрического поля в противовес температурным эффектам будут аннулировать искажение, приводя к равномерной характеристике поперек ЖК-дисплея. Это доходит до напряжения смещения, прилагаемого по-разному к разным пикселам, которое распределяется в гауссовском типе образца и управляется индивидуальными транзисторами и/или схемой адресации. Термистор иди другое чувствительное к температуре устройство, установленное на ЖК-дисплее, может контролировать общую среднюю температуру ЖК-дисплея, регулируя распределение напряжения смещения гауссовского типа при колебаниях температуры, используя электронную сервосхему. Для еще более точного управления температурой устройство термисторного типа может быть нанесено рядом с транзистором каждого пиксела в интервале между пикселами, чтобы независимо управлять теплокомпенсирующим смещением каждого пиксела.

Хотя описанные способы и решают большинство упомянутых проблем, должен использоваться удовлетворительный способ образования цвета и что-то должно быть сделано в отношении пустых пространств между элементами изображения, которые будут увеличиваться в проецируемом изображении.

Простая компактная и недорогая цветная телевизионная проекционная система может быть сконструирована, используя один "полной цветовой гаммы" ЖК-дисплей. Полной цветовой гаммы прямого видения телевизионный дисплей без использования проецирования может быть образован с помощью одного "полной цветовой гаммы" ЖК-дисплея. Однако когда это изображение увеличивается при проецировании, некоторые проблемы становятся очень заметным.

В стандартной телевизионной системе на основе ЭЛТ данные красного, синего и зеленого элементов изображения посылаются на смежные красный, синий и зеленый люминофорные точки на экране ЭЛТ. Аналогичным образом в телевизионной системе прямого видения на ЖК-дисплее данные красного, синего и зеленого элементов изображения посылаются на смежные зоны ЖК-дисплея. Эти зоны затем покрываются красным, синим и зеленым фильтрами, чтобы придавать соответствующий цвет свету, проходящему через элементы элементов изображения ЖК-дисплея.

На фиг. 17 показано простое устройство цветных фильтров на соответствующей зоне цветов элементов изображения, в которой элементы изображения данного цвета размещаются один над другим, создавая вертикальные цветные полосы. Три горизонтальные смежные зоны элементов изображения образуют триаду, которая представляет один цветной элемент изображения из фактического изображения. На фиг. 18 показано альтернативное устройство элементов изображения, в котором три элемента изображения цветной триады расположены в форме треугольника. Такие маленькие плотно упакованные красный, синий и зеленый точки света создают иллюзию цвета на сцене, когда они должны появиться. Однако, когда это изображение увеличивается в результате проецирования, каждый смежный красный, синий и зеленый элементы изображения больше не сливаются для образования правильно окрашенной зоны. Вместо этого они появляются как раздельные красная, синяя и зеленая зоны, отклоняясь от внешнего вида естественно окрашенного изображения. Интервалы между смежными зонами элементов изображения в ЖК-дисплее, которые дают возможность нанести в виде тонких пленок транзисторы, необходимые для образования "активной матрицы", также увеличиваются, способствуя созданию разъединенного прерывистого неестественного при смотре изображения.

Проблема внешнего вида разъединенных красной, синей и зеленой точек вместо фактических цветов может быть устранена путем использования системы дихроических отражателей, как показано на фиг. 10. Беря за основу расположение элементов изобретения на фиг. 17, индивидуальные красный, синий и зеленый элементы изображения могут быть выполнены с возможностью перекрывания или совмещения посредством следующего устройства.

Коллимированный свет 901 проходит через полной цветной гаммы ЖК-дисплей 902 и сталкивается с дихроическим отражателем 903, который отражает только синее изображение. Оставшиеся красное и зеленое изображения проходят через дихроический отражатель 903 и сталкиваются с поверхностью 904 дихроического отражателя, который отражает только красное изображение, давая возможность зеленому изображению проходить. Синее изображение отражается от передних поверхностей отражателей 910 и 911 и затем от поверхности 905 дихроического отражателя, который отражает только синий свет. Здесь синее изображение снова соединяется с зеленым изображением. Путем регулирования отражателей 910 и 911 с фронтальной отражающей поверхностью синие элементы изображения могут быть выполнены для совмещения с зелеными элементами изображения. Красное изображение отражается передними поверхностями отражателей 920 и 921, затем отражаются дихроическим отражателем 906, который отражает только красный свет. В этот момент красное изображение соединяется снова с синим и зеленым изображениями, и путем регулирования отражателей 920 и 921 с фронтальными отражающими поверхностями красные элементы изображения могут быть выполнены для возможности совмещения с уже соединенными синим и зеленым элементами изображения. При этом соединении мы имеет изображение полной цветной гаммы с большими интервалами между элементами изображения (см. фиг. 4).

Если индивидуальные окрашенные элементы изображены на ЖК-дисплее, как показано на фиг. 18, где цветные триады образуют треугольник, совмещение красного и синего элементов изображения вместе не будет давать им возможности накладываться сверху на зеленые элементы изображения, так как зеленые элементы изображения смещены вертикально от их соответствующих красного и синего элементов изображения. Поэтому этот тип расположения элементов изображения требует дополнительной траектории дихроического отражателя подобной траектории, используемой красным и синим светом. Это показано более ясно на фиг. 10, модифицированной для включения дополнительной траектории света.

Коллимированный свет 901 проходит в ЖК-дисплей 902 полной цветной гаммы как прежде. Однако расстояние между ЖК-дисплеем 902 и дихроическим отражателем 903 увеличено для возможности вставления дихроического отражателя 950, который отражает зеленый свет и пропускает красный и синий свет. Как прежде отражатель 903 отражает синий свет и пропускает красный свет. Теперь поверхности 904 и 905 отражателей являются фронтальными отражающими поверхностями отражателей. Отражатель 906 отражает красный свет и пропускает синий свет. Как прежде отражатели 910, 911, 920 и 921 являются отражателями с фронтальными отражающими поверхностями. Дополнительно отражатели 960 и 970 также являются отражателями с фронтальными отражающими поверхностями. Отражатель 980 является дихроическим отражателем, который отражает зеленый свет и пропускает красный и синий свет. С помощью этого модифицированного устройства правильное отделение отражателя 910 от отражателя 911 и отделение отражателя 920 от отражателя 921 будет все еще вызывать перекрытие красного и синего элементов изображения. Дополнительно правильное отделение отражателей 960 и 970 будет побуждать зеленые элементы изображения перекрывать уже объединенные пары красного-синего элементов изображения. Такое перекрывающееся устройство отражателей может также использоваться с цветным ЖК-дисплеем, расположение элементов изображения в котором изображено на фиг. 17 с промежутком между отражателями 960 и 970, регулируемым для предотвращения вертикального смещения зеленых элементов изображения, так как они уже в линии с красным и синим элементами изображения. Отдельная траектория отражателя для зеленого света делает расстояние, проходимое каждым цветом через систему, равным, что важно по той причине, что свет, хотя и коллимированный, все еще несколько расширяется с проходимым расстоянием. Поэтому если разные цветовые компоненты проходят разные расстояния, то когда они снова объединяются в изображении элементов изображения полной цветовой гаммы, цветовой компонент с более короткой траекторией пробега будет создавать изображение элемента изображения которое меньше, чем изображение других окрашенных элементов изображения, образуя низкое по качеству цветное изображение. Теперь изображение может проходить через 930, который является либо системой "пары полосовых отражателей", либо системой матрицы линз, чтобы заполнить интервалы между элементами изображения для конечного проецирования с помощью проекционной оптики 940.

Эта объединенная система для совмещения соответствующих цветовых элементов изображения для образования элементов изображения полной цветной гаммы и затем заполнения интервалов между элементами изображения путем увеличения или дублирования элементов изображения может в равной степени использоваться на телевизионном проекторе, основанном на ЭЛТ, чтобы улучшить зависимую разрешающую способность.

Разные другие комбинации должны быть теперь очевидны, такие как использование трех ЖК-дисплеев полной цветовой гаммы в системе проецирования, где красные элементы изображения одного ЖК-дисплея совмещаются с зелеными элементами изображения второго ЖК-дисплея, который перекрывается с синими элементами изображения третьего ЖК-дисплея. Это также создает элементы изображения полной цветовой гаммы, устраняя необходимость в системе отражателей на фиг. 10, 11. Система трех ЖК-дисплеев дает возможность использовать три световых источника (хотя может использоваться и один) для устранения яркости, которая показана на фиг. 1.

На фиг. 1 показано три ЖК-дисплея, один из которых отображает красные 110, один зеленые 111 и один синие 112 данные изображения, каждый освещается светом соответствующего цвета (100, 101, 102). Красный свет от источника 100 собирается конденсором 120 и коллимируется коллимирующей оптикой 130. Проекционная оптика 140 фокусирует красное изображение на экране 150. Аналогичным образом зеленое и синее изображения проецируются и сходятся на экране, образуя изображение полной цветовой гаммы. Недостаток системы полной цветовой гаммы с использованием трех ЖК-дисплеев в том, что должны производиться регулировки оптики для достижения сходимости изображения, когда проектор или экран передвигается. Эта проблема устраняется путем использования дихроических отражателей и одного проекционного объектива, как показано на фиг. 2. Информация о красном изображении от ЖК-дисплея 200 отражается фронтальными отражающими поверхностями отражателя 201 на дихроический отражатель 204, который отражает красный свет, но пропускает синий и зеленый свет. Информация о синем изображении от ЖК-дисплея 220 отражается от фронтальных отражающих поверхностей отражателя 202 и затем отражается дихроическим отражателем 203, который отражает синий, но пропускает зеленый свет, и затем проходит через дихроический отражатель 204. Информация о зеленом изображении от ЖК-дисплея 210 проходит через дихроические отражатели 203 и 204. Таким образом, полностью регистрированное изображение полной цветовой гаммы проецируется проекционной оптикой 205 для образования изображения на экране 206. Сходимость всегда отличная, несмотря на перемещения проектора или экрана. Множество монохроматических и/или полной цветовой гаммы ЖК-дисплеев может использоваться для образования телевизионного дисплея. Недостатком применения множества ЖК-дисплеев является увеличенная стоимость множества ЖК-дисплеев.

С помощью одного объектива или трех три изображения могут быть слегка смещены для заполнения интервалов между элементами изображения. Как пример см. фиг. 3, где синий элемент изображения 301 может быть немного выше, чем красный элемент изображения 302, и зеленый элемент изображения 303 может быть смещен немного влево от каждого красного элемента изображения 302. Возможны многие другие варианты смещения разных цветных элементов изображения и все служат для уменьшения черных промежутков в изображении, но одновременно индивидуальные цвета становятся более видимыми при близком диапазоне. Хотя такое изображение может быть приемлемым, лучшее решение, когда используется один или больше ЖК-дисплеев, состоит в том, чтобы иметь все элементы изображения точно сведенные в триады (красный, зеленый и синий вместе образуют "элементы изображения полной цветной гаммы") с интервалами между такими триадами (расположенными благодаря правильному изготовлению ЖК-дисплея), предпочтительно, хотя не обязательно, равными по размеру элементу изображения. Тогда изображения могут дублироваться или расширяться для заполнения интервалов довольно точно, образуя "непрерывное изображение". На фиг. 4 каждый элемент изображения 401 представляет совмещение или наложение друг на друга соответствующих красного, синего и зеленого, 402 представляет интервалы или промежутки, которые должны быть заполнены.

Когда используются ЖК-дисплеи "полной цветной гаммы" или множество "моноцветных" ЖК-дисплеев, использование "активной матрицы" будет увеличивать интервалы между элементами изображения. Предпочитаемый способ заполнения интервалов состоит в правильном использовании отражателей. Чтобы сделать систему отражателей, которая дублирует элементы изображения в правильных местах с минимальной потерей света, может использоваться специальная "система полосовых отражателей". Одна такая конфигурация показана на фиг. 5. Свет, содержащий информацию 501 об изображении полной цветовой гаммы (изображено, как показано на фиг. 4), сталкивается с "парой полосовых отражателей", обозначенных позициями 502 и 503. Это принуждает все изображение дублироваться и смещаться по горизонтали на ширину одного элемента изображения примерно с половинной яркостью первоначального изображения (которое также снижается на половину своей первоначальной яркости), заполняя интервалы между элементами изображения в горизонтальных рядах, как показано на фиг. 6. Вертикальные ряды 601A, 602A и 603A являются дублированием вертикальных рядов 601, 602 и 603 соответственно. Объединенное (первоначальное и дублированное) изображение, существующее в интервале 504 на фиг. 5, затем проходит через вторую "пару полосовых отражателей" 505 и 506, которая дублирует изображение, но смещает его по вертикали на высоту одного элемента изображения, производя два изображения равной яркости (одно над другим) и заполнение в горизонтальных рядах, обозначенных на фиг. 6 610, 611 и 612. Таким образом, "сплошное" (или "непрерывное") изображение образуется с заполненными, а не пустыми интервалами. Устранение пустых интервалов, раздельно окрашенные элементы изображения и различие между элементами изображения улучшают разрешающую способность изображения даже выше изображений текущий ЭЛТ при близком диапазоне, так как ЭЛТ имеют различимые строки, элементы изображения.

"Пара полосовых отражателей" может быть лучше понята при рассмотрении фиг. 7. Свет от одного элемента изображения 701 подает на "чистое" пространство 720 на первом отражателе 702 пары отражателей. Этот первый отражатель выполнен из стекла, пластика или другого соответствующего материала, который покрыт АР по видимой части спектра и покрыт на своих противоположных концах полосками соответствующего отражающего материала, такого как алюминий или серебро. Полосовое покрытие может быть выполнено посредством, например, вакуумного напыления с использованием "полосовой маски на стекле". Альтернативно стекло может быть покрыто фоторезистом и подвергаться действию проецируемого изображения полос требуемого размера. После проявления стекло будет подвергаться только осаждению металла в вакууме в требуемых полосах. После осаждения оставшийся резист может быть устранен или растворен, оставляя требуемые чистые полосы.

Второй отражатель 703 пары также имеет чередующиеся чистые и отражающие полосы. Однако на этом отражателе отражающее покрытие тоньше, создавая парциальные отражатели вместо сплошного отражателя. Процент отражательной способности регулируется, так что два изображения элементов изображения, которые появляются, имеют одинаковую яркость.

Свет от элемента изображения 701 после прохождения через интервал 720 соударяется с парциальным отражателем 730, образуя пропускаемый луч 710 и отраженный луч, который сталкивается с отражаемой поверхностью 740 на первом отражателе 702. Это отражает свет через чистое пространство 750 на отражатель 703, создавая второй луч 710a, который является точной копией луча 710 за исключением того, что он постоянно смещен от луча 710. Если интервал между элементами изображения не равен размеру самого элемента изображения, отражаемая зона 740 на отражателе 702, а также чистые поверхности 750 на отражателе 703 могут регулироваться относительно размеров пространства между ними.

Вид сверху на фиг. 5 показывает, что "пара полосовых отражателей" (502, 503), которые имеют вертикальные полосы, имеет наклон, исходя из луча 501, относительно "вертикальной оси наклона" для образования смещенного по горизонтали дублированного изображения, и "пара полосовых отражателей" (505, 506), которая имеет горизонтальные полосы, наклонена относительно "горизонтальной оси наклона" (которая перпендикулярна к оси наклона первой "пары полосовых отражателей" и лучу 501), чтобы образовать смещенное по вертикали дублированное изображение.

Альтернативный способ устранения интервалов между элементами изображения с использованием линз вместо отражателей (зеркал) также может использоваться. Альтернативный способ будет особенно полезен, если интервал между элементами изображения отличается от размера самих элементов. Например, предположим, что интервал между элементами изображения чуть больше, чем их размеры. Матрица линз 801 (см. фиг. 8 и 9), образованная из того же числа линз, сколько имеется элементов изображения "полной цветовой гаммы" (число цветовых "триад" на ЖК-дисплеях, расположенных с центром каждой линзы по каждому элементу изображения 802), может использоваться для увеличения каждого элемента изображения (см. фиг. 8 и 9). Затем либо матрица коллимирующих линз 803 (см. фиг. 9), либо большая коллимирующая оптика 804 (см. фиг. 9) могут использоваться для реколлимирования теперь увеличенных и непрерывных элементов изображения для проецирования соответствующей проекционной оптикой.

Если интервал между элементами изображения по разному отличается от размера элементов изображения по вертикали по отношению к горизонтали, потребуются анаморфические линзы для правильного заполнения интервалов. Хотя изготовление небольших матриц линз возможно проще использовать более доступные чечевицеобразные линзы. Эти матрицы цилиндрических линз могут перекрываться своими перпендикулярными осями для достижения той же цели. Сепарирование функции линзы для каждого ортогонального размера устраняет необходимость в анаморфических линзах, которые трудно воспроизводить точно и консистентно при таких небольших размерах.

Образование ЖК-дисплея "полной цветовой гаммы" создает другую проблему, которая, хотя не очень заметная на небольших дисплеях, создает большие проблемы на большом дисплее. Эта проблема выражается в низком соотношении контрастности и низкой достоверности цвета. Для понимания и устранения результирующих недостатков работа ЖК-дисплея полной цветовой гаммы должна быть тщательно проанализирована.

Интенсивность переданного света (TI) от устройства скрученного нематического жидкого кристалла в условиях неприложенного напряжения с толщиной кристалла (d) в отношении любой данной линии волны (λ) зависит от анизотропии рефракции (Δh) и угла скручивания жидкого кристалла (θ), TI может быть равно только нулю в отношении нескольких уникальных одновременных комбинаций величин в отношении этих параметров. Это означает, что за исключением очень специфической комбинации длины волны (λ) и толщины (d) для любого данного кристалла, нулевая передаваемая интенсивность или истинное "черное" не произойдет. Таким образом, если анизотропия, угол скручивания и толщина кристалла постоянные, как это имеет место в традиционных ЖК-дисплеях (состоящих из жидкого кристалла между двумя плоскими пластинами), только один цвет может дойти до черного за один раз. Если приложено напряжение, изменяется угол кручения, тогда другой цвет может дойти до черного. Эта нелинейность устраняет возможность истинной контрастности во всех цветах одновременно: так как воспринимаемый цвет образуется в результате сложения, это устраняет истинную цветовую достоверность. Для дальнейшей иллюстрации пунктирная кривая на фиг. 12 показывает передаваемую интенсивность в видимом спектре стандартного ЖК-дисплея полной цветовой гаммы с данной толщиной. На фиг. 13 показаны нелинейные изменения пропускаемости в отношении трех длин волн, используемых в ЖК-дисплее полной цветовой гаммы однородной толщины, изображенной в отношении напряжения. Когда, например, передачи красного на минимуме, передача синего составляет свыше 10% и передача зеленого около 5%. Отсутствие истинного черного ведет к низкому контрасту изображения, что является одной из главных проблем современных ЖК-дисплеев. Для решения этой проблемы толщина кристалла (расстояние между пластинами, опоясывающими жидкий кристалл) может быть выбрана под каждым цветным фильтром таким образом, что точно при нуле вольт правильное вращение будет образовано на поляризованном свете в отношении специфической длины волны, передаваемой цветным фильтром. Производя это для каждого из 3 наборов цветных используемых фильтров, минимальная величина света в отношении каждого цвета будет передаваться при приложенном напряжении. Это создаст более черную черноту и тем самым более высокий контраст. Этот результат достигается при проведении ступенчатого осаждения или травления одной пластины для образования ступеней (см. фиг. 14).

При использовании резонатора ЖК-дисплея с таким резонатором "ступенчатой толщины", комбинация толщина кристалла-длина волны будет давать возможность получения истинного черного (или черноты) в отношении всех трех цветов одновременно и линейное отношение между приложенным напряжением и пропускаемой интенсивностью для всех цветов одновременно. Это иллюстрировано на фиг. 18 (сплошная линия), где пропускание почти нуль в отношении всех цветов одновременно при отсутствии приложенного напряжения, на фиг. 13b, где пропускание в отношении всех цветов изменяется с напряжением одновременно.

В демонстрационной модели заявителя использование резонатора "ступенчатой толщины" ведет к такому высокому контрасту изображения как 100: 1, и достоверность цвета близка к достоверности цвета у ЭЛТ. Эта высокая достоверность цвета видна на диаграмме CIE на фиг. 15, где пунктирная линия представляет цветность жидкокристаллического цветного дисплея с изменением толщины кристалла, и сплошная линия представляет цветность традиционной ЭЛТ.

Многие форматы проекции могут использоваться совместно с описанной системой телевизионного дисплея. Дополнительно к изогнутым, чувствительным к направлению, с высокой отражательной способностью экранам с этой системой могут использоваться менее дорогие более широко диспергирующие экраны. Регулярный экран кино или даже стенка показали себя адекватными с системой такой высокой яркости. Путем вертикального монтажа блока или крепления к проекционной линзе отражателя с фронтальной отражающей поверхностью изображение может отображаться, например, на потолке спальни. Этот способ дает возможность удобного видения телевизионных изображений лежа в постели без напряжения шеи или спины.

Рирпроекция на экран также может осуществляться. Традиционное рирэкранное телевидение требует чечевицеобразной линзы и линзы Френеля (Frensel)для адекватной яркости. Это складывает различимый растр на изображение и образует ограниченный угол обзора по горизонтали и вертикали. Этот тип экрана подобно традиционной ЭЛТ отражает окружающий свет на зрителя, создавая слепящий свет, который увеличивает напряжение глаз зрителей. С помощью настоящей системы яркость значительно выше, что дает возможность использовать телевизоры с менее строгими в отношении параметров экранами, а также более плоскостными, легкими по весу и эстетически приятными.

Высокая яркость дает возможность использовать серый матовый (т.е. текстурированный) экранный материал с широким дисперсионным углом. Это создает изображение, которое видно практически под любым углом с равномерной яркостью и без слепящего света. Этот тип неслепящего экрана вместе с возможностью изменять яркость и цветовую температуру дисплея путем подбора типа лампы и рабочего напряжения обеспечивает значительно менее утомляющий дисплей для лиц, которые должны проводить многие часы у телевизора на телевизионной станции. При рирэкранном проецировании (или иначе при рирпроецировании на экран) вместо размещения проектора в нескольких футах позади экрана, чтобы дать возможность изображению достаточно расшириться для заполнения экрана, один или больше отражателей могут использоваться для отражения луча один или больше раз, чтобы получить расширение изображения в меньшем размере площади. Например, отсек примерно глубиной 2-3 фута мог бы использоваться для заполнения экрана рирпроекции с измерением по диагонали 40 дюймов. Другой способ мог бы использоваться для уменьшения толщины почти до нескольких дюймов. Изображение секционного телевидения может быть сфокусировано на входном конце когерентного световодного пучка. Другой конец световода может быть отполирован до линз или соединен с линзами. Таким образом, каждый световод, отделенный от соседних световодов, будет увеличивать и посылать на экран часть изображения, увеличенного на заданную величину. Составное увеличенное изображение появится непрерывным по внешнему виду, образуя очень большое изображение при использовании лишь нескольких дюймов толщины отсека, так как световоды могут сгибаться. Этот способ также устраняет необходимость в любой другой подсистеме для заполнения интервалов между элементами изображения (как показано при изложении в связи с фиг. 5-9).

Пример более художественной и футуристической проекционной системы показан на фиг. 16. Телевизионный проектор 1401 может быть смонтирован на стойке 1402, проецируя изображение на отражатель 1403. Отражатель 1403 может отражать изображение для фокусирования на специальный рирэкран 1404, смонтированный в раме, которая выглядит "повисшей в воздухе". Сам экран может быть выполнен из очень тонких планок 1405 почти из любого рирпроекционного материала. Путем монтажа оси на концах каждой планки с шестерней на каждой можно использовать приводной двигатель для открывания и закрывания планок (при открывании лежат плоскопараллельно полу, при закрывании - перпендикулярно полу, образуя сплошной рирэкран для проекции). В открытом положении экран выглядит как прозрачное окно в пространстве. Когда проекционный блок включен, с помощью, например, дистанционного управления, планки (жалюзи) могут одновременно и быстро закрыться, создавая "телевизионное изображение в пространстве".

Какой-бы не использовался способ проецирования, существуют две другие важные проблемы. Если поверхность, на которую производится проецирование, неперпендикулярна в оптической оси проекционного луча, изображение будет страдать от трапецеидального искажения и потери четкости изображения в частях растра, где не было точного фокусирования на поверхность экрана. Эта проблема присуща, если проектор смонтирован на полу, на низком столе или на потолке, и экран центрирован на стенку. Системы ЭЛТ оперируют трапециевидным искажением путем изменения отклонения строк электромагнитного сканирования. Однако описанная система на основе ЖК-дисплея имеет заранее определенные местоположения пиксел и поэтому не может использоваться этот способ.

Поэтому может быть сконструирован тип системы анаморфической линзы. Варьиообъектив нормально изменяет размер проецируемого изображения путем изменения относительных положений между элементами проекционной оптики. Однако это также может быть достигнуто, если будут использоваться элементы линз разной кривизны. В настоящей заявке предложен объектив, к которому добавлено две линзы с переменной фокальной длиной, одна над и одна под стандартным объективом, которые все "спаяны" в один объектив. Центральная зона объектива, достаточно большая для увеличения всего ЖК-дисплея, создает квадратное проецируемое изображение. Но если этот объектив поднимается или опускается относительно ЖК-дисплея, увеличение изменяется, вызывая трапецеидальное увеличение изображения либо вверху, либо внизу изображения ЖК-дисплея, являющегося наибольшей стороной трапезоиды. Таким образом, объектив регулируется вверх или вниз в зависимости от угла, который образует телевизионный проектор с экраном, и тем самым эффект трапецеидального искажения аннулируется.

Проблема переменного фокуса может корректироваться мало известным фотографическим способом, известным как "коррекция Шейм-флага" (Scheimflug). Если экран, который должен быть сфотографирован, имеет большую глубину и используется довольно большая аппретура, единственный путь получить все элементы сцены в фокусе состоит в том, чтобы наклонить объектив и плоскость пленки таким образом, что линия, проведенная через все объекты на сцене, пересечет линию, проведенную через плоскость пленки в той же точке, в которой она пересекается с линией, проведенной через плоскость объектива. Используя ту же логику, механическая регулировка, которая наклоняет плоскость ЖК-дисплея и плоскость проекционной оптики, образуя пересечение с линией, проходящей через плоскость экрана, будет принуждать все изображение быть в фокусе, даже если луч проектора не перпендикулярно нацелен на экран.

Изобретение само по себе базируется на трехмерном телевизионном проецировании. Один способ достижения трехмерного проецирования состоит в использовании двух проекционных систем с поляризаторами одной системы ЖК-дисплея, перпендикулярной к поляризаторам другой системы ЖК-дисплея. Посылка стереоскопических видеосигналов, исходящих из двух смещенных камер, и проецирование на недеполяризованный экран даст возможность зрителям, носящим поляризованные очки, видеть трехмерное изображение полной цветовой гаммы. Однолинзовая трехмерная телевизионная проекционная система может быть сконструирована путем размещения обеих систем ЖК-дисплеев в одном корпусе. Вместо использования второго отражателя 503 первой "пары полосовых отражателей" 502 и 503 на фиг. 5, горизонтально смещенные интервалы между пикселами одного ЖК-дисплея могут быть заполнены элементами изображения другого ЖК-дисплея с помощью простой регулировки расщепителя пучка, образуя горизонтально перекрывающиеся ортогонально поляризованные пары трехмерного изображения для проецирования посредством одного проекционного объектива. Полосовой отражатель 502 может быть наклонен под углом 45^o относительно оси света, идущего от первого ЖК-дисплея. Свет от элементов изображения этого ЖК-дисплея будет проходить через чистую зону полосового отражателя. Второй ЖК-дисплей, ось которого перпендикулярна к оси первого ЖК-дисплея, отражает его свет от отражаемой поверхности полосового отражателя, вызывая чередующееся составное изображение, образованное из обоих изображений, с ортогональной поляризацией.

Другой способ трехмерного проецирования, который может использоваться, представляет собой автостереоскопическое трехмерное проецирование на рирэкран. Этот способ не требует специальных очков для трехмерного видения. Два идентичных экрана с чечевицеобразными линзами, установленных "торец к торцу" просвечивающим экраном между ними, проецируется под разными углами двумя или больше такими проекторами, образуя стерео или под множественными углами зрения информацию. Изображения могут быть видны с противоположной стороны экрана в разных местах пространства. Когда зритель переходит в разные места относительно экрана, изображение будет пригодным для видения, по одному за один раз без перекрытия изображений. Это создает некоторую ортоскопическую, а также псевдоскопическую зоны видения (обзора) в пространстве. Если зритель окажется в ортоскопической зоне видения, так что по одному изображению поступает на каждый глаз, трехмерное изображение будет видимым. Многие зрители будут способны видеть ортоскопическое трехмерное телевизионное изображение с нескольких углов одновременно.

Все описанные системы используют дискретные, с индивидуальной адресацией и индивидуально поддерживаемые (электрически) элементы изображения. Этот способ обеспечивает основу для действительного цифрового телевидения, которое не существует сегодня. В настоящее время звуковые и видеосигналы оцифровываются и загружаются как цифровые биты на лазерные диски или "C ". Искажения в системах, такие как шум и нелинейность усилителя, царапины, выпадения и другие дефекты на записывающих материалах, паразитные отраженные сигналы и т.д. могут полностью игнорироваться системой, только рассматривающей каждый бит, чтобы видеть, что это включено или выключено - "0" или "1", и не интересующейся, изменяется ли это по силе и ясности. Однако после того, как цифровые данные считаны, усилители в сердце современной телевизионной системы -ЭЛТ - должны использовать аналоговый сигнал, вновь вводя шум и ложные данные, ухудшая качество изображения. Основа ЭЛТ - это сканирование электронного луча люминофора, изменение его силы аналоговым образом, когда он движется. В противоположность этому изобретение является фактически цифровым компьютером на каждом элементе изображения, наилучшим образом функционирующим в цифровом режиме. Это ведет к более точному, более высокому качеству телевидения и телевизионного дисплея. Для повышения разрешающей способности нужно увеличить количество элементов изображения точно так же, как ЗУ с произвольной выборкой компьютера увеличивается путем прибавления чипов. Изобретение обеспечивает жизненную базу для реализации цифрового телевидения с высокой разрешающей способностью независимо от выбранного условного формата.

Claims (4)

1. Система видеодисплея, содержащая жидкокристаллический прибор с множеством различных цветных пикселей, размещенных в матрице для формирования изображения, управляющее средство для управления образованием изображения множеством пикселей и включающее в себя множество твердотельных элементов, соединенных с соответствующими пикселями из множества пикселей для хранения соответствующих управляющих сигналов соответствующих пикселей, и средство, расположенное по направлению распространения жидкокристаллического прибора для приема изображения, образованного множеством пикселей, и для проецирования изображения на смотровую область, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит оптическую систему, расположенную между жидкокристаллическим прибором и проецирующим средством, для поддержания регистрации цвета раздельных изображений, образованных множеством пикселей, и устранения появления разведения красной, синей и зеленой областей и средство для устранения мертвых пространств между пикселями в отображаемом изображении.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство для устранения мертвых пространств между пикселями в отображаемом пространстве включает в себя две пары полосовых отражателей, перпендикулярных друг к другу, из которых первая пара смещает изображение пикселя по горизонтали на ширину одного пикселя для заполнения пространств между ними, создавая ряд изображения пикселей, а вторая пара смещает по вертикали ряд на ширину одного пикселя.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство для устранения мертвых пространств содержит расширяющие линзы.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что линзы установлены в виде матрицы линз, причем матрица линз является чечевицеобразной.

Images