DE2924101A1 - MULTICOLOR IMAGE PROJECTION SYSTEM - Google Patents
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Description
PATENTANWALT DIPLtING. PAUL DIEHL LIETZENBURGER STRASSE 53 · 1OOO BERLIN 15 · RUF (030) 8 82 20 63 / 8 82 20 64PATENT ADVOCATE DIPLtING. PAUL DIEHL LIETZENBURGER STRASSE 53 1OOO BERLIN 15 CALL (030) 8 82 20 63/8 82 20 64
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11. Juni 1979 D/KeJune 11, 1979 D / Ke
Ing. Michael StolovIng.Michael Stolov
25, Hapoel Street25, Hapoel Street
HerzliaHerzlia
Nof-Yam, IsraelNof-Yam, Israel
Vielfarben-Bildprojektions-SystemMulti-color image projection system
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Die Erfindung betrifft ein Vielfarben-Bildprojektions-System, das eine große, helle und klare Projektion farbiger, sich ändernder und/oder bewegender Darstellungen oder Bilder mittels einer elektronischen Technik ermöglicht, die einen sehr geringen Energieverbrauch dieser elektronischen Schaltung gewährleistet. Die vorliegende Erfindung offenbart insbesondere die Möglichkeit, sehr große Plüssig-Kristall-Projektionswände mit hoher Informations-Kapazität zu schaffen, die sich für ein sehr rasches Umschalten und auch für die Vielfach-Darstellung eignen.The invention relates to a multicolor image projection system, that is a large, bright and clear projection of colored, changing and / or moving images or images by means of an electronic technology that allows a very low energy consumption of this electronic circuit guaranteed. In particular, the present invention discloses the possibility of very much to create large Plüssig-Kristall projection screens with high information capacity that are suitable for one very quick switching and also suitable for multiple display.
Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, außerordentlich große ,helle und klare bewegliche Bilder sowohl in der Schwarz-weiß- als auch Farbwiedergabe zu erhalten, wobei nur einfache und billige Techniken angewendet werden müssen. Die Erfindung kann sowohl für Reklamezwecke als auch zur Gestaltung des Hintergrundes von Theaterbühnen, in Kino- und Fernsehstudios sowie auch auf Bildschirme für die digitale und auch grafische Wiedergabe in Computeranlagen anstelle der herkömmlichen Kathodenstrahlröhren verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein elektronisch gesteuertes Filter verwendet werden, um vielfarbige digitale Abbildungen in herkömmlichen Einrichtungen zu erhalten, wobei ein äußerst geringer Energieverbrauch erforderlich ist. Gemäß der Erfindung erhält man erstmals eine sehr große Flüssig-Kristallwand für Abbildungen, die sich für ein schnelles Umschalten und auch für die Mehrfach-Darstellung eignet. Die vorstehendThe present invention provides the ability to produce extremely large, bright and clear moving images in both black-and-white and color reproduction, using only simple and cheap techniques Need to become. The invention can be used both for advertising purposes and for creating the background of theater stages, in cinema and television studios as well as on screens for the digital and also graphic Playback in computer systems can be used in place of traditional cathode ray tubes. According to the present invention, an electronically controlled filter can be used to detect multicolored to obtain digital images in conventional facilities, with an extremely low energy consumption is required. According to the invention, a very large liquid crystal wall is obtained for the first time for images, which is suitable for quick switching and also for multiple display. The above
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genannten Vorteile werden erfindungsgemäß durch den folgenden Aufbau des Systems erreicht: Eine Lichtquelle, eine Flüssig-Kristall-Einrichtung, die so angeordnet ist, daß sie von dem der Lichtquelle entstammenden Licht getroffen wird, eine Vielzahl von Elektroden, die funktionell mit der Flüssig-Kristall-Einrichtung verknüpft sind, eine Einrichtung, mittels derer einzelne der Elektroden an Spannung gelegt werden können, um ausgewählte Zonen der Flüssig-Kristall-Einrichtung transparent zu machen, eine Projektionswand und ein Linsensystem, mittels dessen das durch die Flüssig-Kristall-Einrichtung tretende Licht auf die Projektionswand geworfen wird.mentioned advantages are according to the invention by the The following structure of the system is achieved: A light source, a liquid-crystal device, which is so arranged is that it is struck by the light coming from the light source, a multitude of electrodes, which are functionally linked to the liquid crystal device, a device by means of which individual The electrodes can be energized to select areas of the liquid crystal device to make transparent, a projection screen and a lens system, by means of which that through the liquid crystal device stepping light is thrown onto the projection screen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of the invention are specified in the subclaims.
In der Zeichnung werden verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bildprojektionssysteme schematisch dargestellt, an Hand derer die Erfindung im folgenden näher erläutert, wird. Es zeigen:Various exemplary embodiments of image projection systems according to the invention are shown schematically in the drawing shown, on the basis of which the invention is explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 die schematische Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektronisch gesteuerten Färb- oder Graufilters, wie es innerhalb eines erfindungsgemäßen Bildprojektionssystems verwendet werden kann,Fig. 1 is a schematic front view of a first embodiment of an electronically controlled Color or gray filter, as it is within an image projection system according to the invention can be used,
Fig. 2 einen die Einzelheiten wiedergebenden Schnitt durch das Filter gem. Fig. 1 in der durch die Linie Y-Y gekennzeichneten Ebene in vergrößertem Maßstabe,Fig. 2 shows the details reproducing section through the filter according to Fig. 1 in the through the Line Y-Y marked plane on an enlarged scale,
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Fig. 3 die Draufsicht einer farbigen Maske des steuerbaren Flüssig-Kristall-Informationsträger-Farbfilters, das innerhalb des erfindungsgemäßen Systems verwendbar ist,3 shows the top view of a colored mask of the controllable liquid-crystal information carrier color filter, which can be used within the system according to the invention,
Fig. 4 die Draufsicht der Gegenelektroden eines zweiten · Typs eines Flüssig-Kristall-Informationsträger-Farbfilters, das geeignet ist, innerhalb des erfindungsgemäßen Systems verwendet zu werden,4 shows the plan view of the counter electrodes of a second type of liquid crystal information carrier color filter, which is suitable to be used within the system according to the invention,
Fig. 5 die Vorderansicht einer Rasterwand, die ebenfalls Teil eines Farbfilters ist und kreisförmig ausgebildet ist,5 shows the front view of a grid wall which is also part of a color filter and is circular is,
Fig. 6 einen Flüssig-Kristall-Informationsträger zusammen mit einem elektronisch gesteuerten Farbfilter, das durch eine äußere Lichtquelle unter Einschaltung eines Spiegels beleuchtet ist,6 shows a liquid crystal information carrier together with an electronically controlled one Color filter that is illuminated by an external light source using a mirror,
Fig. 7 die Vorderansicht eines elektronisch gesteuerten Schiebers,7 shows the front view of an electronically controlled slide,
Fig. 8 die Seitenansicht einer Vorrichtung, innerhalb derer eine Flüssigkeits-Informationsträger-Rasterwand zusammen mit einem elektronisch gesteuerten Farbfilter und einem elektronisch gesteuerten Graufilter einander in erfindungsgemäßer Weise zugeordnet sind,8 shows the side view of a device within which a liquid information carrier grid wall together with an electronically controlled color filter and an electronically controlled one Gray filters are assigned to one another in a manner according to the invention,
Fig. 9 ein Bildprojektionssystem, das besonders helle und klare Farbabbildungen von einem kleinen Flüssig-Kristall-Informationsträger gewinnt und9 shows an image projection system which produces particularly bright and clear color images from a small Liquid crystal information carrier wins and
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auf eine große ebene Projektionswand gem. der vorliegenden Erfindung wirft,Throws on a large flat projection screen according to the present invention,
Fig.10 ein Bildprojektionssystem, mittels dessen helle und scharfe vielfarbige Abbildungen von drei einzelnen kleinen Plüssig-Kristall-Wänden auf eine große Projektionswand projiziert werden,Fig.10 an image projection system, by means of which bright and sharp, multicolored images of three separate little plush-crystal walls a large screen is projected,
Fig.11 einen sehr großen elektronisch gesteuerten Schieber, der aus einer Anordnung zahlreicher sehr kleiner Flüssig-Kristall-Zellen besteht und sich für die vervielfachte Darstellung eignet, undFig. 11 a very large electronically controlled slide, which consists of an arrangement of numerous very small liquid crystal cells are made up and used for multiplication suitable, and
Fig.12 den Zusammenhang zwischen dem Lichtdurchgang durch einen Flüssig-Kristall-Informationsträger und der Frequenz der angelegten Spannung.Fig. 12 shows the relationship between the passage of light by a liquid crystal information carrier and the frequency of the applied voltage.
Es wird zunächst das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig.9 wiedergegeben ist, näher erläutert. Danach besteht das erfindungsgemäße Projektionssystem aus einem großen transparenten oder reflektierenden Bildschirm 48, einer Linse 47, einer Flüssig-Kristall-Informationsträger-Rasterwand 46, einem aus einer Milchglasscheibe oder lichtdurchlässigen Plastikmaterial bestehenden Element 45 oder einer entsprechend geeigneten Linse, einem elektronisch gesteuerten Farfilter 44, einer hellen Lichtquelle 43, einem Reflexionsspiegel 42 und einem motorgetriebenen Lüfter 49.It will first be the preferred embodiment of FIG Invention, as shown in Figure 9, explained in more detail. Then there is the projection system according to the invention from a large transparent or reflective screen 48, a lens 47, a liquid crystal information carrier grid wall 46, made of a sheet of frosted glass or translucent plastic existing element 45 or a correspondingly suitable lens, an electronically controlled color filter 44, a bright light source 43, a reflection mirror 42 and a motor-driven fan 49.
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Das von der Lichtquelle 43 kommende Licht tritt, zusammen mit dem durch den Reflextionsspiege1 42 reflektierten Lichtanteil durch das elektronisch gesteuerte Farbfilter 44, dessen Farbe bedarfsweise geändert werden kann. Ein für die Zwecke vorliegender Erfindung besonders geeignetes Ausführungsbeispiel für das Farbfilter 44 wird im folgenden näher erläutert. Das Licht, das durch den Durchgang durch das Filter 44 gefärbt worden ist, tritt anschließend durch die Milchglasscheibe 45, die auch als durchscheinende Plastikscheibe vorliegen kann, oder aber auch durch eine geeignete Linse, und wird dadurch verstreut, so daß das Licht in gleichmäßiger Helligkeit vorliegt. Dieser gleichförmige Lichtstrom erleuchtet die transparente Flüssig-Kristall-Informationsträger-Rasterwand 46. Die nachgeschaltete Linse 47 vergrößert und projiziert die Darstellung oder das Bild, das von der Rasterwand 46 kommt, auf den großen Bildschirm 48. Das Gebläse oder der Ventilator 49 wird benötigt, um die richtige Temperatur der Flüssig-Kristall-Informationsträger-Wand 46 und des Farbfilters 44 aufrechtzuerhalten. Die Wand 46 kann beispielsweise ein herkömmlicher Alpha-numerischer oder Sieben-Segment-Typ eines Flüssig-Kristall-Informationsträgers sein. Derartige Informationsträger kann man verwenden, um Dateninformationen auf mittelgroßen Schirmen von Computern u.dgl. darzubieten, und zwar anstelle der herkömmlichen komplizierten Systeme unter Verwendung von Kathodenstrahlröhren. Andere mögliche Anwendungsfälle sind Anzeigensysteme, in denen sehr große BiId- schirme verwendet werden. Es können sowohl Bilder, bewegliche wie auch stillstehende, feststehende oder sich ändernde Daten projiziert werden. Für vergrößerteThe light coming from the light source 43 comes together with the one reflected by the reflection mirror 42 Light component through the electronically controlled color filter 44, the color of which can be changed if necessary can. A particularly suitable embodiment for the color filter for the purposes of the present invention 44 is explained in more detail below. The light that passes through the filter 44 is colored then passes through the frosted glass pane 45, which is also called a translucent plastic pane can be present, or by a suitable lens, and is thereby scattered, so that the light is present in uniform brightness. This uniform luminous flux illuminates the transparent liquid crystal information carrier grid wall 46. The downstream lens 47 enlarges and projects the representation or the image that comes from the grid wall 46, on the big screen 48. The blower or fan 49 is needed to set the correct temperature of the Liquid crystal information carrier wall 46 and des Color filter 44 maintain. The wall 46 may, for example, be a conventional alpha-numeric or Seven segment type of liquid crystal information carrier be. Such information carriers can be used to display data information on medium-sized screens of computers and the like in place of conventional complicated systems using of cathode ray tubes. Other possible applications are display systems in which very large image umbrellas are used. It can be pictures, moving as well as stationary, stationary or themselves changing data is projected. For enlarged
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grafische Abbildungen kann anstelle der Flüssig-Kristall-Informationsträgerwand 46 gem. Fig.9 ein kleiner ebener Wandschirm verwendet werden, der mit einer mxn-Matrix aus zwei Flüssig-Kristall-Informationsträgern aüsgerüstet ist. In diesem Falle bedeutef'm" die Anzahl der horizontalen scltnalen Streifenelemente auf einer Flüs- · sigkristall-Informationsträgerwand und "ntf die Anzahl der senkrechten schmalen Streifen auf der anderen Wand, wobei sich beide Wände gegenseitig überlappen.Graphic images can be used instead of the liquid-crystal information carrier wall 46 according to FIG. In this case "m" means the number of horizontal horizontal strip elements on one liquid crystal information carrier wall and "n tf the number of vertical narrow strips on the other wall, both walls mutually overlapping.
Fig. 7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Rasterwand unter Verwendung eines Flüssig-Kristall-Informationsträgers. Die vordere Glaswand des Flüssig-Kristall-Informationsträgers gem. Fig.7 trägt Elektroden in Form vertikaler schmaler Streifen, die mit den Anschlußleitungen 21 bis 36 ausgestattet sind, während die hintere Glasscheibe Gegenelektroden in Form schmaler horizontaler Streifen trägt, die mit den Anschlußleitungen a bis i ausgestattet sind. In der Praxis wird selbstverständlich eine beträchtlich größere Anzahl von Elektroden in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Auflösungsvermögen verwendet. Üblicherweise ist die Rasterwand lichtundurchlässig. Wenn eine Spannung an beispielsweise ein senkrechtes Frontsegment, z.B. an die Anschlußleitung 26, und an eine waagerechte Gegenelektrode, z.B. an die Anschlußleitung c gelegt wird, so wird ein Punkt an der Rasterwand, der in Fig. 7 mit einem x, gekennzeichnet ist, transparent, und das Licht, das von der Lichtquelle 23 her kommt, kann durch diesen Punkt χ hindurchtreten, nicht jedoch durch irgendeinen anderen Punkt der Rasterwand. Dadurch, daß nun durch elektronisches Adressieren eine gewünschte Gruppe7 shows another exemplary embodiment of a grid wall using a liquid crystal information carrier. The front glass wall of the liquid crystal information carrier 7 carries electrodes in the form of vertical narrow strips that connect to the connecting lines 21 to 36 are equipped, while the rear glass counter electrodes in the form of narrower carries horizontal strips, which are equipped with the connecting lines a to i. In practice it will of course, a considerably larger number of electrodes depending on which one is desired Resolving power used. The grid wall is usually opaque. When a tension is on for example a vertical front segment, e.g. to the connection line 26, and to a horizontal counter electrode, For example, is placed on the connection line c, a point on the grid wall, which in Fig. 7 with marked with an x, transparent, and the light, that comes from the light source 23 can pass through this point χ, but not through any other point of the grid wall. The fact that now a desired group by electronic addressing
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verschiedener Punkte an Spannung gelegt wird, kann der Benutzer grafische Darstellungen und Bilder erzeugen. Die Rasterwand gem. Fig. 4 stellt, wenn sie mit dem Vergrößerungssystem gem. Fig. 9 zusammen verwendet wird, eine neue Komponente dar, die als ein elektronisch gesteuerter Schieber (ECS) bezeichnet werden kann.When voltage is applied to various points, the user can generate graphical representations and images. The grid wall according to Fig. 4, when used together with the enlargement system according to Fig. 9, represents a new component that can be referred to as an electronically controlled valve (ECS).
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektronisch gesteuerten Schiebers gem. vorliegender Erfindung. In diesem Falle hat die Rasterwand eine Kreisform. Die vorderen Elektroden sind schmale Sektoren während die Gegenelektroden schmale konzentrische Ringe darstellen, wobei die Aufteilung auch umgekehrt vorgenommen werden kann. Dieser elektronisch gesteuerte Kreisschieber (ECS) liefert ein Bild, das auf einen hellen großen Schirm vergrößert projiziert werden kann und das in vielen Fällen nützlich einzusetzen ist.5 shows a further embodiment of an electronically controlled slide according to the present invention Invention. In this case the grid wall has a circular shape. The front electrodes are narrow sectors while the counter-electrodes represent narrow concentric rings, the division also being made the other way round can be. This electronically controlled circular slide valve (ECS) provides an image that is directed to a bright large screen can be projected enlarged and is useful in many cases.
Ein weiterer neuer Bestandteil, der im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems besonders vorteilhaft eingesetzt wird, ist ein elektronisch gesteuertes Farbfilter, das zusammen mit dem gesteuerten Schieber dem Benutzer die Möglichkeit bietet, ein farbiges, helles und klares grafisches Bild auf einem Schirm, insbesondere einem sehr großen Projektionsschirm, zu gewinnen.Another new ingredient included in the scope of the invention System is used particularly advantageously, is an electronically controlled color filter, the together with the controlled slider offers the user the option of a colored, bright and clear graphic To win an image on a screen, in particular a very large projection screen.
Zwei besondere Ausbildungsformen der neuen steuerbaren Filter werden erstmals in der vorliegenden Anmeldung offenbart. Die erste Ausbildung des Filters ist sehr einfach und kann mit einem sehr einfachen elektronischen Schaltkreis betrieben werden. Dieses Filter ist nur für die Wiedergabe von Daten geeignet. Ein Ausführungs-Two special forms of training the new controllable filter are presented for the first time in the present application disclosed. The initial design of the filter is very simple and can be done with a very simple electronic Circuit operated. This filter is only suitable for playing back data. An execution
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beispiel dieses Filters ist in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt. example of this filter is shown in Figs.
Gem. Fig.2 besteht das neue Farbfilter aus den beiden Glasplatten 11 u.13, die mit Abstand voneinander in dem Rahmen 12 gehalten werden, wobei zwischen diesen beiden· Glasplatten 11 u.13 ein Flüssig-Kristall 14 angeordnet ist. Die vordere Platte 13 trägt Elektroden in Form einer entsprechenden Anzahl schmaler senkrechter Streifen 1, 2, 3 u. 4 (s.auch Fig.l), während die rückwärtige Platte 11 mit einer entsprechenden Anzahl von Gegenelektroden 16, die auch in Form senkrechter schmaler Streifen ausgebildet sind, die den Frontelektroden der Platte 13 gegenüberliegen, ausgestattet ist. Die auf der vorderen Platte 13 befindlichen Elektroden 1 bis 4, die deutlich aus Fig.l ersichtlich sind, sind zu vier Gruppen miteinander verbunden, wobei diese gegenseitige Verknüpfung sowohl innerhalb der Platte 13 als auch außerhalb derselben liegen kann. Die Elektroden 1 sind beispielsweise sämtlich mit der AnSchlußleitung 5 verbunden, die Elektroden 2 mit der Anschlußleitung 6, die Elektroden 3 mit der Anschlußleitung 7 und die Elektroden 4 mit der Anschlußleitung 8. Sämtliche Gegenelektroden 16 sind gemeinsam mit der Anschlußleitung "BP" auf der Glasplatte 11 miteinander und mit dem Flüssig-Kristall 14 verbunden. Auf der der Lichtquelle abgewandten Fläche der Glasplatte 13 ist, mit Abstand von dem Flüssig-Kristall 14, wie Fig.2 zeigt, ein gestreiftes Farbfilter 15 angeordnet . Eine Vorderansicht dieses gestreiften Farbfilters 15 gibt Fig.3 wieder. Es handelt sich um eine dünne Lage, die aus vier Gruppen von Farbstreifen, die transparent sind, zusammengesetzt ist.According to Fig.2, the new color filter consists of the two Glass plates 11 and 13, which are held at a distance from one another in the frame 12, with between these two Glass plates 11 and 13 a liquid crystal 14 is arranged. The front plate 13 carries electrodes in the form a corresponding number of narrow vertical strips 1, 2, 3 and 4 (see also Fig.l), while the rear Plate 11 with a corresponding number of counter electrodes 16, which are also in the form of vertical narrow strips are formed facing the front electrodes of the plate 13 is equipped. The on the front plate 13 located electrodes 1 to 4, which can be clearly seen from Fig.l, are four Groups connected to one another, this mutual linkage both within the plate 13 as well can be outside the same. The electrodes 1 are, for example, all connected to the connecting line 5, the electrodes 2 with the connecting line 6, the electrodes 3 with the connecting line 7 and the electrodes 4 to the connecting line 8. All of the counter electrodes 16 are open together with the connecting line "BP" of the glass plate 11 are connected to one another and to the liquid crystal 14. On the one facing away from the light source The surface of the glass plate 13 is, at a distance from the liquid crystal 14, as FIG. 2 shows, a striped one Color filter 15 arranged. A front view of this striped color filter 15 is shown in FIG. It deals is a thin layer composed of four groups of colored strips that are transparent.
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Die Streifen mit der Kennzeichnung "R" sind rot, die Streifen mit dem Bezugsbuchstaben "G" grau, die Streifer der "B"-Gruppe blau und diejenigen der "W"-Gruppe weißlich. Die farbigen Streifen decken genau die Elektroden 1 bis 4 des Flüssig-Kristall-Informationsträgers gem. Pig.l ab. Im spannungslosen Zustand ist diese 'Wandlichtundurchlässig. Wird jedoch eine Spannung an die Anschlußleitung "P" und eine der Anschlußleitungen 5 bis 8 gelegt, so wird eine der Streifengruppen R} g, B oder W transparent. Wird beispielsweise eine Spannung an die Elektrode BP und die Anschlußleitung gelegt, so werden sämtliche Streifen 2 transparent. In diesem Falle kann das Licht nur durch die grünen Streifen treten. Es erscheint mithin ein Feld aus grüne-n leuchtenden Streifen. Die Milchglasscheibe 10 oder ein ähnlich wirkendes Zerstreuungselement verteilt das Licht gleichmäßig auf sämtliche Flächenbestandteile. Aus den Fig. 1 u. 3 ist ersichtlich, daß eine Spannung an der Anschlußleitung 5 rotes Licht, eine Spannung an der Anschlußleitung 7 blaues Licht und eine Spannung an der Anschlußleitung 8 weißes Licht zur Folge hat. Es ist möglich, insgesamt 13 verschiedene Farben zu erhalten, indem man die Farben rot, grün und blau zusammen mit der weißen Sättigungsfarbe mischt.The stripes with the designation "R" are red, the stripes with the reference letter "G" are gray, the stripes of the "B" group are blue and those of the "W" group are whitish. The colored stripes exactly cover the electrodes 1 to 4 of the liquid-crystal information carrier according to Pig.l. In the de-energized state, this wall is impermeable to light. However, if a voltage is applied to the connection line "P" and one of the connection lines 5 to 8, one of the groups of strips R } g, B or W becomes transparent. If, for example, a voltage is applied to the electrode BP and the connecting line, then all the strips 2 become transparent. In this case the light can only pass through the green stripes. A field of green-n luminous stripes appears. The frosted glass pane 10 or a similarly acting diffusing element distributes the light evenly over all surface components. 1 and 3 it can be seen that a voltage on the connection line 5 results in red light, a voltage on the connection line 7 results in blue light and a voltage on the connection line 8 results in white light. It is possible to get a total of 13 different colors by mixing the red, green and blue colors together with the white saturation color.
so ergibt z.B. rot und weiß rosa usw. Gem. Fig.2 ist eine zweite Milchglasscheibe oder ein ähnlich lichtzerstreuend wirkendes Element 10a vorgesehen, um ein gleichförmiges weißes Licht zu erhalten, bevor dieses das Farbfilter erreicht.for example, red and white result in pink, etc. According to Fig.2 a second frosted glass pane or a similarly light-dispersing element 10a is provided to a to get uniform white light before it reaches the color filter.
In Fig.6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, innerhalb dessen die erstgenannte Ausbildungsform desIn Figure 6, an embodiment is shown, within which the first-mentioned embodiment of the
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Farbfilters 18 zusammen mit einem herkömmlichen Sieben-Segment-Flüssigkristall-Informationsträger 20 verwendet wird, der durch äußeres reflektiertes Licht aktiviert wird. Das äußere Licht, z.B. das Tageslicht, wird durch die Spiegel 17 reflektiert, tritt danach durch ein steuerbares Farbfilter 18 und bekommt dort die gewünschte Farbe. Nachdem dieses Licht die zweite Milchglasscheibe 19 passiert hat, wird es gleichförmig und erleuchtet den Flüssigkristall-Informationsträger 20.Color filter 18 together with a conventional seven-segment liquid crystal information carrier 20 is used, which is activated by external reflected light. The external light, e.g. daylight, is transmitted through reflects the mirror 17, then passes through a controllable color filter 18 and receives the desired color filter there Colour. After this light has passed the second frosted glass pane 19, it becomes uniform and illuminates the liquid crystal information carrier 20.
Diese Anordnung kann verwendet werden in Einrichtungen wie z.B. an der Wand befestigten Meß- oder Zählgeräten, Uhren u.dgl. Die andere Ausbildung des Filters erhält man dann, wenn die farbige Maske gem.. Fig.3 die Rasterplatte gem. Fig.7 genau abdeckt. In diesem Falle ist es nach einer elektronisch erfolgenden Adressierung der senkrechten und horizontalen Elektroden 21 - 36 sowie a - j möglich, die Farben sämtlicher Flächenabschnitte wahlweise und unabhängig voneinander anzusteuern. In diesem Falle ist zwar das Auflösungsvermögen des Farbfilters etwa viermal geringer als dasjenige der Rasterwand, aber dieses Auflösungsvermögen reicht für Farbbilder aus. Die zweite Ausbildung des steuerbaren Farbfilters kann in weiten Grenzen eingesetzt werden, sie erfordert jedoch einen beträchtlichen Aufwand in der zugeordneten elektronischen Steuerung.This arrangement can be used in facilities such as wall-mounted meters or counters, Clocks, etc. The other design of the filter is obtained when the colored mask according to FIG according to Fig. 7 covers exactly. In this case it is after the vertical and horizontal electrodes 21-36 as well as being addressed electronically a - j possible to control the colors of all surface sections optionally and independently of each other. In this case, the resolution of the color filter is about four times lower than that of the Grid wall, but this resolution is sufficient for color images. The second training of the controllable Color filter can be used within wide limits, but it requires a considerable effort in the associated electronic control.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filters, das innerhalb des erfindungsgemäßen Systems verwendet werden kann, stellt das elektronisch gesteuerte Graufilter (EGGF) dar, das man erhält, wenn in dem Ausführungsbeispiel gem. Fig.3 anstelle der vier farbigen Streifen vier Gruppen von Graufiltern mit vier voneinander ver-Another embodiment of a filter that can be used within the system of the invention can, represents the electronically controlled neutral density filter (EGGF), which is obtained when in the embodiment According to Fig. 3, instead of the four colored stripes, four groups of gray filters with four different
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schiedenen Grauabstufungen eingesetzt werden. Eine Mischung der vier Graugruppen erlaubt es dem Benutzer, dreizehn verschiedene Grauabstufungen zu erhalten.different shades of gray can be used. A mixture of the four gray groups allows the user to to obtain thirteen different shades of gray.
In Fig.4 ist eine Anordnung wiedergegeben, innerhalb derer eine steuerbare Rasterplatte 41 zusammen mit einer Milchglasscheibe 40, einem steuerbaren Farbfilter 39 und einem steuerbaren Graufilter 38 verwendet wird. Es ist ferner die Lichtquelle 37 vorgesehen. Diese Vorrichtung gestattet es dem Benutzer, Kunstbilder und Abbildungen in allen möglichen Farben auf einem hellen und großen Schirm zu erhalten, wenn sie funktionsmäßig einem Projektionsschirm und einer Linse, die beispielsweise dem Schirm 48 und der Linse 47 gem. Fig.9 zugeordnet wird..Die den Kunstbildern oder Abbildungen entsprechende Information kann in elektronischen Speichern vorrätig gehalten oder auf Bänder oder Schallplatten aufgenommen werden. Eine derartige Information kann jedoch auch von einem Radiosender empfangen werden, der gleichzeitig auch Hörsignale wie beispielsweise Musik sendet. Die vorliegende Erfindung bietet also sowohl eine visuelle Bildkunst als auch eine Dateninformationsanzeige-Technik. In Fig.4 an arrangement is shown within of which a controllable grid plate 41 together with a frosted glass pane 40, a controllable color filter 39 and a controllable neutral density filter 38 is used. The light source 37 is also provided. This device allows the user to display art images and illustrations in all possible colors on a bright and to get large screen if they functionally have a projection screen and a lens, for example the screen 48 and the lens 47 according to Fig. 9 is assigned. The corresponding to the art pictures or illustrations Information can be held in electronic stores held or recorded on tapes or records. However, such information can also be obtained from a radio station can be received, which also sends audio signals such as music at the same time. the Thus, the present invention provides both a visual art and a data information display technique.
Die bisherige Beschreibung unter Bezugnahme auf die dazugehörenden Figuren bezog sich nur auf einige wenige Ausführungsbeispiele und Varianten einer erfindungsgemäßen Einrichtung. Zahlreiche andere Ausführungsformen sind innerhalb des Rahmens der Erfindung denkbar.The previous description with reference to the associated Figures related only to a few exemplary embodiments and variants of one according to the invention Furnishings. Numerous other embodiments are conceivable within the scope of the invention.
Für Einrichtungen der professionellen Verwendung, innerhalb derer eine sehr große Farbauflösung notwendig ist,For facilities of professional use, within which a very high color resolution is necessary,
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kann das Projektionssystem abgewandelt werden, wie dies in den Fig.10 und 11 gezeigt wird.the projection system can be modified, as shown in FIGS. 10 and 11.
Das Projektionssystem gem. Fig.11 enthält einen großen Bildschirm 65, drei Linsen 62, 63 u. 64, drei identische Flüssigkristall-Informations träger 50, 51 u*52, drei Farbfilter 53, 54 u.55 der Farben Rot, Grün und Blau und drei Lichtquellen 56, 57 u.58 jeweils mit den dazugehörenden Reflektoren 59, 60 u.61, sämtliche drei Flüssigkristall-Informationsträger 50, 51 u.52 haben das gleiche Raster und werden durch die drei Linsen 62, 63 u.64 genau auf die gleiche Stelle innerhalb des Bildschirmes 65 fokussiert. Die zusammengesetzten Abschnitte des Bildes, die in roter Farbe erscheinen sollen, werden dadurch ausgewählt, daß die Flüssigkristallwand 50, hinter der ein rotes Filter 53, das aus einer roten transparenten Glas- oder Plastikscheibe besteht, an Spannung gelegt wird. Es versteht sich von selbst, daß das rote Filter auch vor der Flüssigkristallwand 50 oder sogar auch vor der Linse 62 angeordnet werden kann. Die zusammengesetzten, gemischten Abschnitte des Bildes, die in grüner Farbe erscheinen sollen, werden durch Ansteuerung der Flüssigkristallwand 51 erzeugt, der ein grünes Filter 54 zugeordnet ist, und zusammengesetzte Abschnitte des Bildes, die in blauer Farbe erscheinen sollen, werden durch Ansteuerung der Flüssigkristallwand 52, der ein Blaufilter 55 zugeordnet ist, erzeugt. Hinter den Lichtquellen 56, 57 u»58 sind die Reflektoren 59, 60 u.61 angeordnet, die die Lichtausbeute der Lichtquellen 56, 57 u.58 erhöhen. Das aus der Lichtquelle 56 kommende Licht tritt durch das Rotfilter 53 und die Flüssigkristallwand 50.The projection system according to FIG. 11 contains a large one Screen 65, three lenses 62, 63 and 64, three identical liquid crystal information carriers 50, 51 and 52, three color filters 53, 54 and 55 of the colors red, green and blue and three light sources 56, 57 and 58 each with the associated reflectors 59, 60 and 61, all three liquid crystal information carriers 50, 51 and 52 have the same grid and are precisely at the same point within the 65 screen is focused. The composite sections of the image that appear in red color are selected by the fact that the liquid crystal wall 50, behind which a red filter 53, the consists of a red transparent glass or plastic disc, is connected to voltage. It goes without saying even that the red filter is also in front of the liquid crystal wall 50 or even in front of the lens 62 can be arranged. The composite, mixed sections of the image, which should appear in green color, are determined by driving the liquid crystal wall 51 associated with a green filter 54, and composite portions of the image shown in blue color are to appear, by controlling the liquid crystal wall 52, to which a blue filter 55 is assigned is generated. Behind the light sources 56, 57 and 58, the reflectors 59, 60 and 61 are arranged Increase the light output of the light sources 56, 57 and 58. The light coming from the light source 56 passes through the red filter 53 and the liquid crystal wall 50.
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Die Linse 62 vergrößert und projiziert sämtliche an Spannung gelegten Abschnitte der Flüssigkristall-Rasterwand 50 auf den Bildschirm 65 in roter Farbe. Das aus der Lichtquelle 57 stammende Licht tritt durch das Grünfilter 54 und die Flüssigkristall-Rasterwand 51. Mittels der Linse 63 wird dieses Licht auf den gleichen Bildschirm 65 projiziert, so daß dort die grün zusammengesetzten Abschnitte des Bildes erscheinen. Das aus der Lichtquelle 58 kommende Licht tritt durch das Blaufilter 55 und anschließend die Flüssigkristallwand 52 und wird mittels der Linse 64 auf den Bildschirm 65 geworfen, um dort die blau zusammengesetzten Teile des Bilde zu erzeugen. Die Mischung der drei farbigen Lichtbestandteile auf dem Bildschirm 65 erzeugt dort ein vielfarbiges Bild mit großer Farbauflösung. Farbige Bilder können außerdem auch erhalten werden, indem lediglich zwei Projektionsvorrichtungen mit den Farben Orange und Zyan verwendet werden. Die besten Ergebnisse erzielt man mit vier Projektionseinrichtungen der Farben Rot, Grün, Blau und Weiß. Benutzt man dabei lichtundurchlässige Projektionselemente (Spiegel), so können reflektierende Flüssigkristall-Informationsträger eingesetzt werden. Bei Verwendung von Spiegeln oder Prismen kann das Dreiwege-Projektionssystem unter Verwendung nur einer einzigen Linse verwirklicht werden; die Lichtausbeute ist dabei allerdings geringer.The lens 62 enlarges and projects all voltage-applied portions of the liquid crystal screen wall 50 on the screen 65 in red color. The light coming from the light source 57 passes through the Green filter 54 and the liquid crystal screen wall 51. By means of the lens 63 this light is projected onto the same screen 65, so that there the green composite Sections of the image appear. The light coming from the light source 58 passes through the blue filter 55 and then the liquid crystal wall 52 and is thrown onto the screen 65 by means of the lens 64, in order to create the blue composite parts of the picture there. The mixture of the three colored light components A multicolored image with a large color resolution is produced there on the screen 65. Colored pictures can also be obtained by using only two projection devices with the colors orange and Cyan can be used. The best results are achieved with four projection devices for the colors red, green, Blue and white. If you use opaque projection elements (mirrors), reflective Liquid crystal information carriers are used. When using mirrors or prisms, the three-way projection system can be realized using only a single lens; the light output is but less.
Gemäß der Erfindung ist ein neues Element, der große Flüssigkristall-Informationsträger (LLCD), in Fig.2 dargestellt, der sich durch große Informationskapazität auszeichnet und eine Sehne Hums cha It ung zuläßt. Dieser Informationsträger wird aus zahlreichen sehr kleinenAccording to the invention, a new element, the large liquid crystal information carrier (LLCD), is shown in FIG shown, which is characterized by a large information capacity and allows a tendon of Hums cha It ung. This Information carrier is made up of numerous very small ones
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Plüssigkristallzellen 67-A bis 67-1 zusammengesetzt, wobei in der Praxis noch wesentlich mehr Zellen verwendet werden, als in diesem Ausführungsbeispiel gem.Fig.2 dargestellt ist. Die Flüssigkristallzellen 67-A bis 67-1 werden auf einer gemeinsamen transparenten Wand angeordnet, die aus Glas oder irgendeinem Kunststoff bestehen kann. Ferner werden sämtliche Zellen miteinander durch durchsichtige Leiter verbunden, wie dies in Fig.11 angegeben ist. Es sind selbstverständlich auch andere Verbindungsmöglichkeiten gegeben. Die kleinen Flüssigkristallzellen können mit äußerst geringen Abständen zwischen jeweils zwei Glasplatten eingesetzt werden; dies erlaubt, sehr kurze Schaltzeiten zu erreichen, die sich besonders für die Mehrfachprojektion eignen. Die Spalte zwischen den einzelnen Zellen können genügend klein gemacht werden, so daß sie im Ergebnis aus der üblichen Entfernung nicht mehr sichtbar sind. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dann, wenn die Flüssigkristallzellen auf der Fläche einer transparenten Plastikscheibe angeordnet werden: diese Plastikscheibe ist nicht zerbrechlich und kann/unbegrenzter Größe hergestellt werden, während sie dennoch nicht die bekannten störenden Erscheinungen wie Newtonsche Ringe oder entfärbte Zonen aufweist und sich darüber hinaus für die Schnellschaltung besonders eignet, die erforderlich ist, wenn große Flüssigkristallwände für die vervielfachte Wiedergabe eingesetzt werden sollen. Die Umschaltzeit kann dabei zusätzlich dadurch verkürzt werden, daß die Flüssigkristallwände bis zu der oberen Grenze ihrer Betriebstemperatur, die bei etwa 60-8O0C liegt, erwärmt werden. Diese Erwärmung kann, wie dies in Fig.10 angedeutet ist, durch ein Gebläse erfolgen, das einPlus-crystal cells 67-A to 67-1 assembled, whereby in practice considerably more cells are used than is shown in this exemplary embodiment according to FIG. 2. The liquid crystal cells 67-A to 67-1 are arranged on a common transparent wall, which can be made of glass or any plastic. Furthermore, all cells are connected to one another by transparent conductors, as indicated in FIG. There are of course also other connection options. The small liquid crystal cells can be used with extremely small gaps between two glass plates; this allows very short switching times to be achieved, which are particularly suitable for multiple projection. The gaps between the individual cells can be made sufficiently small that the result is that they are no longer visible from the usual distance. A particular advantage arises when the liquid crystal cells are arranged on the surface of a transparent plastic disc: this plastic disc is not fragile and can / can be produced in unlimited size, while it still does not have the well-known disturbing phenomena such as Newton's rings or discolored zones and is above it also particularly suitable for the high-speed connection, which is required when large liquid crystal walls are to be used for the multiplied display. The switching time can thereby be additionally shortened by the liquid crystal panels are up to the upper limit of its operating temperature, which is about 60-8O 0 C, warmed. This heating can, as indicated in Fig.10, take place by a fan that has a
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CLHCLH
Heizelement 69 und einen Thermostaten 70 enthält. Gute Ergebnisse sind zu erwarten, wenn die Flüssigkristallwände mit höheren Spannungen, also nach dem n-Weg-Vielfach- und Verkettungsverfahren, betrieben werden. 5Heating element 69 and a thermostat 70 includes. Good results can be expected if the liquid crystal walls with higher voltages, i.e. according to the n-way multiple and concatenation processes. 5
Um Kunstbilder, wie Fotografien, zu projizieren, ist es sehr wichtig, eine Möglichkeit der Modulation der Licht intensität, die für sämtliche Elemente unabhängig voneinander erfolgen soll, zu haben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Möglichkeit durch eine neue Wirkung innerhalb der Flüssigkristall-Einrichtungen geboten, die in Fig.12 dargestellt ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Lichtintensität, quer über die Fläche einer abstrahlenden Flüssigkristalleinrichtung (also die Intensität.des von einem reflektierenden Flüssigkristall-Informationsträger reflektierten Lichtes) gesehen, mit steigender Frequenz der angelegten Spannungen abnimmt.In order to project art images, such as photographs, it is very important to have a way of modulating the light intensity that should be independent of each other for all elements. According to the present Invention, this possibility is offered by a new effect within liquid crystal devices, the is shown in Fig.12. It has been found that the light intensity, across the surface of a radiating Liquid crystal device (i.e. the intensity of a reflective liquid crystal information carrier reflected light), decreases with increasing frequency of the applied voltages.
Wie aus Fig.12 ersichtlich, ist die Abhängigkeit zwisehen der Lichtabgabe und der Frequenz der angelegten Spannung genügend linear, um jetzt erstmals eine Flüssigkristall-Einrichtung als Frequenz-Lichtintensitätwandler (F:L) einsetzen zu können oder diesen sogar als einen optisch gekoppelten Isolator für sehr hohe Ausgangsströme zu verwenden, wobei nur ein sehr geringer Energieverbrauch durch die Schaltkreise auftritt. Es hat sich ferner herausgestellt, daß sich dann, wenn man höhere Spannungen an den Flüssigkristall-Informationsträger legt, die "Frequenz zu Lichtübertragungslinie", die in Fig.12 dargestellt ist, zu den höheren Frequenzen hin verschiebt; diese Erkenntnis ist sehr wichtig für die schnelle Lichtmodulation oder Mehrfach-As can be seen from Fig. 12, the dependency is twofold the light output and the frequency of the applied voltage are sufficiently linear to create a liquid crystal device for the first time to be able to use it as a frequency-light intensity converter (F: L) or even as a to use an optically coupled isolator for very high output currents, with only a very low one Energy consumption by the circuits occurs. It has also been found that if one higher voltages on the liquid crystal information carrier sets the "frequency to light transmission line" shown in Fig.12 to the higher Shifts frequencies towards; this knowledge is very important for fast light modulation or multiple
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wiedergabe von Abbildungen, So ist es möglich, die Intensität des Lichtes quer über die Flüssigkristall-Einrichtung zu modulieren, indem man die Frequenz der angelegten Spannung verändert. Das Licht kann weiterhin dadurch moduliert werden, daß die Amplitude der angelegten Spannung zwischen dem unteren Schwellenwert und dem. Sättigungspegel verändert wird, aber dieses Verfahren erfordert einen nicht linearen Verstärker und ist nicht so zuverlässig wie die Frequenzveränderung der angelegten Spannung.rendering images, so it is possible to measure the intensity of the light across the liquid crystal device to modulate by changing the frequency of the applied voltage. The light can continue be modulated in that the amplitude of the applied voltage between the lower threshold value and the. Saturation level is changed, but this procedure requires a non-linear amplifier and is not as reliable as the frequency change of the applied Tension.
In einer weiteren Variante kann die große Flüssigkristallwand gem. Fig.2 auch ohne eine zusätzliche transparente Grundplatte 66 verwendet werden. In diesem Falle wird eine der Glasscheiben des Flüssigkristall-Informationsträgers, beispielsweise die vordere Glasscheibe, die sämtliche Frontelektroden und Verbindungen trägt, als herkömmliche einteilige große Glasscheibe ausgebildet und lediglich die gegenüberliegenden Elektroden werden auf kleinen Glasteilen angeordnet. Dabei kann jedes einzelne Flüssigkristallelement mit seinen individuellen Verbindungen zu den Schaltkreisen ausgerüstet werden, die eine variable Frequenz und/oder Amplitude der Spannungen ermöglichen und es dadurch gestatten, sehr genau detaillierte Abbildungen oder Bilder veränderlicher Helligkeit und Klarheit in verschiedenen Abschnitten und/οder Farben derselben zu erzeugen.In a further variant, the large liquid crystal wall according to FIG. 2 can also be used without an additional transparent one Base plate 66 can be used. In this case, one of the glass panes of the liquid crystal information carrier, for example the front glass pane, which carries all the front electrodes and connections, designed as a conventional one-piece large pane of glass and only the opposing electrodes are arranged on small pieces of glass. Each individual liquid crystal element can with its individual Connections to the circuits are equipped that have a variable frequency and / or amplitude of the tensions and thereby allow very precise detailed images or images to be varied To produce brightness and clarity in different sections and / or colors of the same.
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