BE1007864A3 - Beeldprojectiesysteem. - Google Patents

Beeldprojectiesysteem. Download PDF

Info

Publication number
BE1007864A3
BE1007864A3 BE9301368A BE9301368A BE1007864A3 BE 1007864 A3 BE1007864 A3 BE 1007864A3 BE 9301368 A BE9301368 A BE 9301368A BE 9301368 A BE9301368 A BE 9301368A BE 1007864 A3 BE1007864 A3 BE 1007864A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
image projection
image
filter
projection system
beam splitter
Prior art date
Application number
BE9301368A
Other languages
English (en)
Inventor
Vaan Adrianus J S M De
Original Assignee
Philips Electronics Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Electronics Nv filed Critical Philips Electronics Nv
Priority to BE9301368A priority Critical patent/BE1007864A3/nl
Priority to TW086221397U priority patent/TW373806U/zh
Priority to US08/248,945 priority patent/US5573324A/en
Priority to EP94203524A priority patent/EP0657769B1/en
Priority to SG1996008906A priority patent/SG55135A1/en
Priority to DE69423434T priority patent/DE69423434T2/de
Priority to JP30490494A priority patent/JP3514533B2/ja
Priority to CN94119764A priority patent/CN1052081C/zh
Application granted granted Critical
Publication of BE1007864A3 publication Critical patent/BE1007864A3/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3016Polarising elements involving passive liquid crystal elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10Projectors with built-in or built-on screen
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7408Direct viewing projectors, e.g. an image displayed on a video CRT or LCD display being projected on a screen

Abstract

De uitvinding betreft een compact en efficiënt beeldprojectiesysteem (1). De door een projector (3) geleverde projectiebundel (11) valt in op een bundeldeler (7) onder de vorm van een chlolesterisch filter. Het cholesterisch filter (7) reflecteert circulair gepolariseerde straling met een golflengte die correspondeert met de spoed van de moleculaire helix en met een draairichting die correspondeert met de richting van de moleculaire helix naar een reflector (9). Aan de reflector (9) wordt de door het cholesterisch filter (7) gereflecteerde circulaire polarisatierichting geïnverteerd zodat de bundel (15) vervolgens door het cholesterisch filter (7) naar het scherm (5) wordt doorgelaten.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Beeldprojectiesysteem.   
 EMI1.1 
 



  De uitvinding heeft betrekking op een beeldprojectiesysteem bevattende een projector voor het leveren van een projectiebundel die gemoduleerd is met het te projecteren beeld, een beeldprojectiescherm en een tussen de beeldprojector en het beeldprojectiescherm aangebracht opvouwstelsel bevattende een bundeldeler voor tenminste het gedeeltelijk reflecteren van de projectiebundel afkomstig van de projector en een reflector om het door de bundeldeler gereflecteerde gedeelte van de projectiebundel op te vangen en opnieuw naar de bundeldeler te reflecteren. 



  Onder beeldprojector wordt verstaan een inrichting die voorzien is van een beeldweergeefstelsel en optische middelen voor het projecteren van het door dit stelsel opgewekte beeld op een beeldprojectiescherm. Het opgewekte beeld kan een videobeeld, een grafisch beeld, data of een combinatie ervan zijn. 



  Een beeldprojectiesysteem van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0 333 333. Het aldaar beschreven beeldprojectiesysteem bevat een bundeldeler die nagenoeg de helft van de invallende projectiebundel doorlaat en nagenoeg de helft van die bundel reflecteert naar een reflector die zieh aan dezelfde zijde van de bundeldeler bevindt als de projector. Na reflectie aan de reflector wordt weer de helft daarvan door de bundeldeler doorgelaten en de helft wordt weer gereflecteerd. Een nadeel van dit beeldprojectiesysteem is een relatief lage efficiëntie aangezien slechts ongeveer 25 % van de door de projector uitgezonden ongepolariseerde straling op het beeldprojectiescherm invalt. 



  De uitvinding beoogt een compact beeldprojectiesysteem te verschaffen waarbij een veel hoger percentage van de door de projector geleverde projectiebundel JD bij de beeldweergave op het scherm wordt benut, waardoor een efficiënter beeldprojectiesysteem wordt verkregen. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de   bundeldeler   een cholesterisch filter is. 



   De beeldprojector kan bijvoorbeeld bestaan uit   een   kathodestraalbuis en een   projectielen,   in geval van monochrome beeldprojectie, of uit drie kathodestraalbuizen met drie projectielenzen, in geval van een kleurenbeeldprojectiesysteem. Een dergelijke beeldprojector levert een ongepolariseerde projectiebundel en wordt bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US-A 4, 127, 322. 



   Bij voorkeur is de beeldprojector echter een zogenaamde LCD-projector. 



  In geval van een kleurenbeeldprojectiesysteem kan de projector drie vloeibaar kristal 
 EMI2.1 
 beeldweer,beeldweergeefpanelen bevatten, een voor elk der primaire kleuren, rood, groen en blauw, of een enkel beeldweergeefpaneel in combinatie met een patroon van kleurfilters. 



  Daar een dergelijke projector een gepolariseerde   projectiebunde11evert,   wordt bijgevolg deze projectiebundel in de onderhavige utivinding optimaal benut. 



   Cholesterische filters zijn optische filters die een optische laag van een vloeibaar kristallijn materiaal met een cholesterische ordening bevatten. Dit betekent dat de moleculen van het materiaal geordend zijn tot een   spiraal-of helixachtige structuur   met een spoed p. Na het aanbrengen van een dergelijk materiaal als een dunne, optisch actieve laag tussen twee evenwijdige substraten wordt de helixachtige structuur zodanig gericht dat de as van de helix dwars op de laag komt te staan. De uitrichting van de helix kan verbeterd worden door op de naar elkaar toe gerichte oppervlakken van de substraten een zogenaamde   oriëntatielaag   aan te brengen. 



   Een dergelijk filter is polarisatiegevoelig en zal een circulair gepolariseerde stralingscomponent met een draairichting (links-of rechtsdraaiend) die correspondeert met de richting van de moleculaire helix en met een golflengte die correspondeert met de spoed p van de helix reflecteren. Een circulair gepolariseerde component met de tegengestelde draairichting en/of met een niet op de spoed aangepaste golflengte zal door het filter worden doorgelaten. Straling met een niet op het filter afgestemde polarisatietoestand wordt dus niet geabsorbeerd, maar gereflecteerd naar de reflector. Deze reflector inverteert de circulaire polarisatiedraairichting, zodat de straling nu een wel op het filter afgestemde polarisatietoestand zal hebben en bijgevolg zal worden doorgelaten. 



   Cholesterische filters zijn op zichzelf bekend uit bijvoorbeeld het artikel 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 "Polarizing Color Filters made from Cholesteric LC Silicones" R. Maurer et al. in SED International Symposium 1990, Digest of technical Papers, p. 110-113. De aldaar beschreven cholesterische filters hebben een optisch actieve laag bestaande uit een vloeibaar kristallijn materiaal met cholesterische ordening op basis van siliconen. 



  In geval de stralingsbron een LCD-projector is, dient in het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding de polarisatietoestand van de door de LCDprojector geleverde straling te corresponderen met de polarisatietoestand waarvoor het cholesterisch filter reflecterend werkt. 



  Er bestaan zowel beeldweergeefpanelen die lineair gepolariseerde straling moduleren als beeldweergeefpanelen die circulair gepolariseerde straling moduleren. 



  Onder beeldweergeefpaneel dient te worden verstaan de combinatie van de vloeibaar kristallijne laag met een polarisator en een analysator. LCD-projecteren met beeldweergeefpanelen leveren lineair gepolariseerde straling. Opdat deze straling door het cholesterisch filter naar de reflector gereflecteerd zou kunnen worden, dient de lineair gepolariseerde straling eerst met behulp van bijvoorbeeld een X/4-plaat, die bijvoorbeeld op de projector kan worden gemonteerd, omgezet te worden in voor het filter geschikte circulair gepolariseerde straling. Indien gebruik gemaakt wordt van een LCD-projector die met"circulaire"beeldweergeefpanelen werkt en dus circulair gepolariseerde straling levert, behoeft geen omzetting plaats te vinden en bijgevolg kan de X/4-plaat worden gelaten.

   Bij gebruik van een LCD-projector kan in - afgezien van stralingsverliezen binnen het systeem, 100% van de projectiebundelstraling het beeldprojectiescherm bereiken. 



  Indien de projector een of meer kathodestraalb. van de door de projector geleverde straling ongeveer 50% op het beeldprojectiescherm terechtkomen. 



  Een voorkeursuitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het cholesterisch filter werkzaam is in tenminste een wezenlijk deel van het volledige zichtbare golflengtegebied. 



  Opgemerkt wordt dat het bekend is, bijvoorbeeld uit het Engelstalige uittreksel van JP-A 3-243932, om een ongepolariseerde stralingsbundel te polariseren met behulp van een polarisatiegevoelige bundeldeler en de door de bundeldeler gereflecteerde deelbundel met behulp van een \/4-plaat in combinatie met een reflector om te zetten in de polarisatierichting die door de bundeldeler wordt doorgelaten. Dit 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 betekent dat voor de polarisatie-omzetting een   bundeldeler,   een X/4-plaat en een reflector nodig zijn. Verder is het formaat waarop dergelijke bundeldelers te maken zijn echter beperkt. Bovendien is het dan noodzakelijk reeds bij de polarisatie-omzetting gebruik te maken van een X/4-plaat, welke sterk golflengte-afhankelijk is. 



   Doordat het cholesterisch filter werkzaam is in nagenoeg het volledige zichtbare golflengtegebied, in tegenstelling tot de in de tot hiertoe bekende beeldprojectiesystemen toegepaste polarisatiegevoelige bundeldelers, en voor alle golflengten daarin dezelfde werking heeft, is een kleurgetrouwe beeldprojectie mogelijk. 



  Aan de reflector wordt de circulaire polarisatierichting geinverteerd in de draairichting die door het filter zal worden doorgelaten. Op die manier wordt, naast voor monochrome beeldprojectie, ook voor kleurenbeeldprojectie een efficient beeldprojectiesyteem verkregen. Bovendien is een dergelijke bundeldeler op relatief groot formaat te verwezenlijken. 



   Een verdere uitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het cholesterisch filter is opgebouwd uit een aantal lagen van vloeibaar   kristallijn "materiaal,   waarbij elk van de lagen werkzaam is voor een 
 EMI4.1 
 andere golflengteband, welke golflengtebanden samen nagenoeg het zichtbare e > ZD golflengtegebied afdekken. 



   Een alternatieve uitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het cholesterisch filter een enkele laag van vloeibaar   'kristallijn polymeer materiaal   bevat, binnen welke laag de spoed van de moleculaire helix verloopt over de laagdikte tussen twee waarden die corresponderen met respectievelijk de benedengrens en de bovengrens van de golflengteband nodig om tenminste het volledige zichtbare golflengtegebied af te dekken. 



   Deze uitvoeringsvorm berust op het inzicht dat van een vloeibaar kristallijn polymeer materiaal met cholesterische ordening de spoed van de moleculaire helix continu gevarieerd kan worden. Zoals beschreven in de niet-voorgepubliceerde
Europese octrooiaanvrage No. 9323057. 0 (PHN 14. 629) van dezelfde aanvraagster, waarvan de inhoud wordt geacht hier te zijn opgenomen, is het mogelijk om binnen een enkele laag de spoed voldoende te laten verlopen, zodat het niet meer nodig is om een aantal lagen, elk gevormd door een vloeibaar kristallijn materiaal met een andere reflectieband, te stapelen.

   Door continue variatie van de spoed binnen een enkele laag kan volstaan worden met een laagdikte die kleiner is dan de totale laagdikte die bij 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 stapeling van verschillende lagen nodig is om eenzelfde reflectieband af te dekken, waardoor een filter met een betere optische kwaliteit kan worden verkregen. De kwaliteit van dergelijke filters neemt namelijk relatief snel af met toenemend aantal lagen vanwege fouten die typisch zijn voor cholesterica en door verlies aan moleculaire ordening. 



   Ook indien gebruik gemaakt wordt van cholesterische materialen die niet geschikt zijn om in een enkele laag een voor kleurenbeeldprojectie nodige variatie van de spoed van de helix te realiseren, kan toch een goede kleurenbeeldprojectie gerealiseerd worden. Een uitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding, waarin dit het geval is, heeft het kenmerk, dat tenminste een aantal lagen van het cholesterisch filter een vloeibaar kristallijn polymeer materiaal bevatten, binnen welke lagen de spoed van de moleculaire helix verloopt over de laagdikte tussen twee waarden die corresponderen met respectievelijk de benedengrens en de bovengrens van de reflectieband van de betreffende laag. 



   Een voor wat betreft het contrast voordelige uitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat zieh tussen het beeldprojectiescherm en de   bundeldeler   een polarisator bevindt. 



   Deze polarisator absorbeert nagenoeg de helft van het door het   projectiescherm   doorgelaten omgevingslicht dat door componenten van het systeem in de toeschouwersruimte wordt gereflecteerd. Op die manier wordt dus het omgevingslicht onderdrukt en kan een aanzienlijke   contrastverbetering   worden gerealiseerd. Er bestaan projectieschermen waarbij deze polarisator op het scherm zelf is aangebracht. 



   Een verdere uitvoeringsvorm van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat zieh tussen de polarisator en de   bundeldeler     een X/4-   plaat bevindt, waarbij de polarisator absorberend werkt voor de polarisatierichting van de door het cholestrisch filter te reflecteren circulaire polarisatierichting na omzetting door de   ìJ4-plaat.   



   In geval de selectiviteit van het cholesterisch filter tussen links- en rechtsdraaiend circulair gepolariseerde straling niet perfect zou zijn, wordt de door het cholesterisch filter onterecht doorgelaten circulair gepolariseerde straling door de   Zij4-   plaat omgezet in lineair gepolariseerde straling waarvan de polarisatierichting overeenkomt met de polarisatierichting die door de polarisator wordt geabsorbeerd. Als 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 gevolg van de pre-polarisatie door het cholesterisch filter is deze absorptie voldoende klein dat geen schadelijke opwarming van de polarisator zal optreden. De   X/4-plaat   voorkomt dat een onscherp beeld op het projectiescherm wordt gevormd door rechtstreeks door het filter vallend projectiebundellicht met een ongewenste polarisatie. 



   Voor kleurenbeeldprojectie is   de X/4-plaat   breedbandig. Een breedbandige X/4-plaat is een doorzichtig element dat bijvoorbeeld is samengesteld uit meerdere lagen en dat voor alle golflengten (X) in het zichtbare golflengtegebied een dusdanige fasedraaiing in een bundel bewerkstelligt dat circulair gepolariseerde straling wordt omgezet in lineair gepolariseerde straling of omgekeerd. Een dergelijk   X/4-plaat   is bijvoorbeeld beschreven in de   publicatie :"Retardation   Film for   STN-LCD's'NRF'"van   de firma Nitto Denko in SID'92 Exhibit Guide, Society for Information display, May 17-22,1992, Boston, Massachusetts, USA. 



   De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. 



   Figuur 1 toont schematisch een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding, en
Figuur 2 toont schematisch een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding met verbeterd contrast. 



   Het in figuur 1 schematisch voorgestelde beeldprojectiesysteem 1 bevat een beeldprojector 3 voorzien van een beeldweergeefstelsel voor het leveren van een op het beeldprojectiescherm 5 te projecteren beeld via een projectielenzenstelsel. Verder bevat het beeldprojectiesysteem 1 een bundeldeler 7 en een reflector 9. De bundeldeler 7 en de reflector 9 vouwen samen de voor de beeldprojectie benodigde optische weg zodanig op dat de inbouwdiepte van het systeem relatief klein is. Een op het scherm 5 geprojecteerd beeld kan door een zieh aan de van de bundeldeler en reflector   weggerichte zijde   van het scherm 5 bevindende waarnemer 16 worden waargenomen. 



   De beelden kunnen zowel monochrome beelden als kleurenbeelden zijn. 



  Het beeldweergeefstelsel kan bijvoorbeeld   een   kathodestraalbuis bevatten voor het genereren van een monochroom beeld of drie kathodestraalbuizen voor het opwekken 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 van een kleurenbeeld. Een dergelijke projector levert ongepolariseerde straling. 



   In de uit de genoemde Europese octrooiaanvrage bekende inrichting wordt de helft van de projectiebundelstraling door de bundeldeler naar de reflector gereflecteerd. Van deze straling wordt, na reflectie door de reflector weer slechts de helft doorgelaten naar het projectiescherm, zodat slechts   25%   van de door de projector geleverde straling op het projectiescherm terechtkomt. 



   Een aanzienlijke verbetering van de lichtopbrengst wordt verkregen bij gebruik van een polarisatiegevoelige reflector in combinatie met een projector die een geschikt gepolariseerde projectiebundel levert. Dan kan namelijk op een relatief eenvoudige manier een veel hoger percentage van de door de projector geleverde straling benut worden bij de beeldvorming. Gepolariseerde straling wordt geleverd door bijvoorbeeld een projector met vloeibaar kristal beeldweergeefpanelen, verder LCDprojector genoemd. Voor weergave van monochrome beelden behoeft het beeldweergeefstelsel slechts een enkel beeldweergeefpaneel te bevatten.

   Voor weergave van kleurenbeelden bevat het beeldweergeefstelsel bijvoorbeeld drie vloeibaar kristal panelen en een set van kleurscheidende en kleurrecombinerende elementen, met andere woorden een kleurkanaal voor elk der primaire kleuren, of een enkel beeldweergeefpaneel in combinatie met een patroon van kleurfilters. Onder beeldweergeefpaneel wordt verstaan de vloeibaar kristallijne laag in combinatie met een polarisator en een analysator. Een beeldprojectiesysteem voor een kleurenbeeld is bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US-A 4, 127, 322. De beeldelementen die onderdeel zijn van een laag van vloeibaar kristallijn materiaal, veranderen de polarisatierichting van een op het element invallende gepolariseerde stralingsbundel overeenkomstig de beeldinformatie.

   Er bestaan zowel beeldweergeefpanelen die lineair gepolariseerde straling moduleren, verder lineaire panelen genoemd, als beeldweergeefpanelen die circulair gepolariseerde straling moduleren, verder circulaire panelen genoemd. In het geval van een lineair beeldweergeefpaneel dient de bundel voordat die op het cholesterisch filter invalt omgezet te worden in een circulair gepolariseerde bundel. Dit kan bijvoorbeeld door de projector te voorzien van een X/4-plaat 13. Deze X/4-plaat 13 is in stippellijn getekend omdat in geval de projector circulaire beeldweergeefpanelen bevat deze   ìJ4-plaat   achterwege kan worden gelaten. 



   In het beeldprojectiesysteem volgens de onderhavige uitvinding wordt de 

 <Desc/Clms Page number 8> 

   bundeldeler   7 gevormd door een cholesterisch filter. Wanneer een ongepolariseerde stralingsbundel op een dergelijk filter invalt, zal het filter het gedeelte van de bundel met een aan de spoed van de moleculaire helix aangepaste golflengte en met een aan de richting van de moleculaire helix aangepaste draairichting reflecteren, terwijl het andere gedeelte van de bundel zal worden doorgelaten. Indien nu gebruik gemaakt wordt van een gepolariseerde stralingsbundel, zoals die afkomstig van een LCD-projector, waarvan de polarisatierichting overeenkomt met de polarisatierichting die door het cholesterisch filter wordt gereflecteerd, kan met behulp van de reflector 9 een compact en efficiënt beeldprojectiesysteem verkregen worden.

   Verondersteld wordt dat de van de projector 3 afkomstige bundel 11 linksdraaiend circulair gepolariseerd is en dat de richting van de moleculaire helix van het cholesterisch filter 7 tevens linksdraaiend is. De van de projector 3 afkomstige projectiebundel 11 wordt dan nagenoeg volledig aan het cholesterisch filter 7 gereflecteerd naar de reflector 9. Door reflectie aan de reflector 9 wordt de circulaire polarisatierichting, linksdraaiend in dit geval, geinverteerd in rechtsdraaiend. Deze rechtsdraaiend circulair gepolariseerde bundel 15 zal door het cholesterisch filter 7 worden doorgelaten en het projectiescherm 5 bereiken. Op die manier kan in principe 100% van de door de projector 3 geleverde projectiebundel benut worden bij de beeldprojectie. 



   Een cholesterisch filter is op het voor de beschreven toepassing vereiste formaat en tegen een aanvaardbare prijs te vervaardigen. 



   In het geval van kleurenbeeldprojectie moet het cholesterisch filter een reflectiegolflengtebandbreedte hebben die tenminste gelijk is aan de golflengtebandbreedte van het zichtbare licht gebied. 



   De reeds bekende cholesterische filters zijn werkzaam als polarisatiegevoelige reflector binnen een beperkte golflengteband, bijvoorbeeld 50nm. 



  Straling met een golflengte buiten die golflengteband wordt doorgelaten en gaat in de huidige toepassing dus verloren of verstoort de beeldvorming. De golflengtebandbreedte van het volledige zichtbaar licht gebied bedraagt ongeveer 380nm. 



   De breedte van de reflectiegolflengteband AX van het filter wordt gegeven 
 EMI8.1 
 door AX= XAn/n, -no de dubbelbreking is, waarbij ne en no respectievelijk de extra-ordinaire en ordinaire brekingsindex van het cholesterisch materiaal zijn en n = (ne + no)/2 de gemiddelde brekingsindex is. Ao is de centrale golflengte van de selectieve reflectiegolflengteband bij loodrechte inval van de straling 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
 EMI9.1 
 en wordt gegeven   door , waarin   p de spoed van de moleculaire helix van het filter is. 



   Aangezien de verschuiving van de reflectiegolflengteband als   functie   van de invalshoek bijvoorbeeld 2 nm per graad bedraagt, dient bij de vervaardiging van het filter rekening gehouden te worden met een bredere reflectiegolflengteband dan noodzakelijk om het volledige zichtbare golflengtegebied van 380nm breed af te dekken. 



   Een cholesterisch filter dat werkzaam is in het volledige zichtbare golflengtegebied kan op verschillende manieren worden gerealiseerd. 



   Een eerste mogelijkheid bestaat erin een aantal smalbandige cholesterische lagen te stapelen die elk een andere reflectiegolflengteband hebben. Het samengestelde filter heeft dan een totale reflectiebandbreedte die gelijk is aan de som van de reflectiebandbreedtes van de afzonderlijke lagen. 



   Een tweede mogelijkheid bestaat erin het cholesterisch filter uit een enkele laag vloeibaar kristallijn polymeer materiaal te vervaardigen, waarbij de spoed p van de moleculaire helix over de laagdikte verloopt tussen een benedengrens en een bovengrens zodat de resulterende reflectiegolflengtebandbreedte correspondeert met de bandbreedte die nodig is opdat het filter werkzaam zou zijn in het volledige zichtbare golflengtegebied. Een eénlaagsfilter heeft als voordeel ten opzichte van een gestapeld filter een betere optische kwaliteit. Bij het stapelen van lagen neemt de optische kwaliteit namelijk af met toenemend aantal lagen vanwege de aanwezigheid van fouten in de cholesterica en vanwege het verlies aan planaire moleculaire ordening. Bovendien neemt de kijkhoekafhankelijkheid toe met toenemende dikte.

   Dit wil zeggen dat voor straling die invalt onder een hoek groter dan een bepaalde invalshoek de effectiviteit van het filter aanzienlijk afneemt voor grotere laagdiktes. Opdat een cholesterische laag met een reflectiegolflengtebandbreedte van 50 nm een polariserend effect zou hebben, dient de laag minimaal   5jnm   dik te zijn. Een meerlaags filter dat werkzaam is over het volledige zichtbaar licht gebied en voor een groot gebied van invalshoeken moet bijvoorbeeld vijftien van dergelijke lagen bevatten en is dan   75yam   dik. 



   Voor een enkellaags cholesterisch filter met varierende spoed volstaat een laagdikte van 20   jum   om als polarisator te kunnen werken, wat de effectiviteit van het filter ten goede komt. Een wijze van vervaardiging van een eenlaags cholesterisch filter 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 met een over de laagdikte variërende spoed wordt beschreven in de reeds genoemde, niet-voorgepubliceerde Europese octrooiaanvrage No. 93203057. 0. 



   Een uitvoeringsvorm van het cholesterisch filter waarvan de optische kwaliteit beter is en de kijkhoekafhankelijkheid minder sterk is dan die van een cholesterisch filter dat opgebouwd is uit een relatief groot aantal smalbandige lagen met constante helixspoed, bestaat erin het cholesterisch filter te vervaardigen uit een kleiner aantal lagen waarbij in tenminste een aantal van die lagen de spoed p van de moleculaire helix over de laagdikte varieert. De reflectiegolflengtebandbreedte van de betreffende lagen kan vergroot worden tot bijvoorbeeld 150nm. In dat geval kan het aantal benodigde lagen voor het zichtbare golflengtegebied aanzienlijk, bijvoorbeeld tot 1/3, gereduceerd worden. 



   Figuur 2 toont schematisch een tweede uitvoeringsvoorbeeld van het beeldprojectiesysteem volgens de uitvinding. Tussen het cholesterisch filter 7 en het scherm 5 is een polarisator 17 aangebracht. Deze polarisator 17 absorbeert nagenoeg 50% van het ongepolariseerde en het projectiescherm binnentredende omgevingslicht, zodat dit licht niet meer in de toeschouwersruimte gereflecteerd kan worden. Hierdoor kan een aanzienlijke contrastverbetering worden bereikt. 



   Verder kan tussen het cholesterische filter 7 en de polarisator 17 nog een X/4-plaat 19 worden aangebracht. Bij kleurenbeeldprojectie is deze   A/4-plaat   breedbandig. Deze X/4-plaat 19 zet de door het cholesterisch filter 7 doorgelaten circulair gepolariseerde straling om in lineair gepolariseerde straling. De polarisator 17 is daarbij zo ingericht dat de circulaire polarisatierichting die door het cholesterisch filter 7 gereflecteerd dient te worden na omzetting door de   X/4-plaat   19 wordt geabsorbeerd. Op die manier wordt gecompenseerd voor eventueel niet perfecte selectiviteit tussen links-en rechtsdraaiend circulair gepolariseerde straling door het cholesterisch filter.

   De fractie van de projectiebundel die bij het treffen met het cholesterisch filter gereflecteerd had moeten worden, maar toch wordt doorgelaten, bij een niet ideaal filter of bij een niet-ideale polarisatietoestand van de projectiebundel, wordt omgezet in lineair gepolariseerd licht met een bepaalde polarisatierichting. De polarisatierichting van de polarisator 17 wordt dan zo gekozen dat deze lineair gepolariseerde straling wordt geabsorbeerd. Daardoor wordt   vóorkomen   dat ongewenst licht dat door het filter wordt doorgelaten in plaats van te worden gereflecteerd een verstoring van het beeld op het projectiecsherm geeft. Aangezien de X/4-plaat facultatief 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 is, is ze weer in stippellijn voorgesteld. 



   In de plaats van de   À/4-plaat   19 en de polarisator 17 kan tussen het cholesterisch filter 7 en het scherm 5 eventueel een louvre-scherm (niet getekend) geplaatst worden om slechts straling die binnen een bepaalde hoek valt door te laten naar het scherm, zoals bijvoorbeeld beschreven wordt in de Europese octrooiaanvrage EP 0 488 590.

Claims (7)

  1. Conclusies : 1. Beeldprojectiesysteem bevattende een projector voor het leveren van een projectiebundel die gemoduleerd is met het te projecteren beeld, een beeldprojectiescherm en een tussen de beeldprojector en het beeldprojectiescherm aangebracht opvouwstelsel bevattende een bundeldeler voor tenminste het gedeeltelijk reflecteren van de projectiebundel afkomstig van de projector en een reflector om het door de bundeldeler gereflecteerde gedeelte van de projectiebundel op te vangen en opnieuw naar de bundeldeler te reflecteren, met het kenmerk, dat de bundeldeler een cholesterisch filter is.
  2. 2. Beeldprojectiesysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het cholesterisch filter werkzaam is in tenminste een wezenlijk deel van het volledige zichtbare golflengtegebied.
  3. 3. Beeldprojectiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het cholesterisch filter is opgebouwd uit een aantal lagen van vloeibaar kristallijn materiaal, waarbij elk van de lagen werkzaam is voor een andere golflengteband, welke golflengtebanden samen nagenoeg het zichtbare golflengtegebied afdekken.
  4. 4. Beeldprojectiesysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het cholesterisch filter een enkele laag van vloeibaar kristallijn polymeer materiaal bevat, binnen welke laag de spoed van de moleculaire helix verloopt over de laagdikte tussen twee waarden die corresponderen met respectievelijk de benedengrens en de bovengrens van de golflengteband nodig om tenminste het volledige zichtbare golflengtegebied af te dekken.
  5. 5. Beeldprojectiesysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat tenminste een aantal lagen van het cholesterisch filter een vloeibaar kristallijn polymeer materiaal bevatten, binnen welke lagen de spoed van de moleculaire helix verloopt over de laagdikte tussen twee waarden die corresponderen met respectievelijk de benedengrens en de bovengrens van de reflectiegolflengteband van de betreffende laag.
  6. 6. Beeldprojectiesysteem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat zich tussen het beeldprojectiescherm en de bundeldeler een polarisator bevindt.
  7. 7. Beeldprojectiesysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat zieh tussen de polarisator en de bundeldeler een X/4-plaat bevindt, waarbij de polarisator absorberend werkt voor de polarisatierichting van de door het cholestrisch filter te reflecteren circulaire polarisatierichting na omzetting door de X/4-plaat.
BE9301368A 1993-12-10 1993-12-10 Beeldprojectiesysteem. BE1007864A3 (nl)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301368A BE1007864A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Beeldprojectiesysteem.
TW086221397U TW373806U (en) 1993-12-10 1994-05-21 Image projection system
US08/248,945 US5573324A (en) 1993-12-10 1994-05-25 Image projection system
EP94203524A EP0657769B1 (en) 1993-12-10 1994-12-05 Image projection system
SG1996008906A SG55135A1 (en) 1993-12-10 1994-12-05 Image projection system
DE69423434T DE69423434T2 (de) 1993-12-10 1994-12-05 Bildprojektionssystem
JP30490494A JP3514533B2 (ja) 1993-12-10 1994-12-08 像投映システム
CN94119764A CN1052081C (zh) 1993-12-10 1994-12-09 图象投影系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE9301368A BE1007864A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Beeldprojectiesysteem.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1007864A3 true BE1007864A3 (nl) 1995-11-07

Family

ID=3887626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE9301368A BE1007864A3 (nl) 1993-12-10 1993-12-10 Beeldprojectiesysteem.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5573324A (nl)
EP (1) EP0657769B1 (nl)
JP (1) JP3514533B2 (nl)
CN (1) CN1052081C (nl)
BE (1) BE1007864A3 (nl)
DE (1) DE69423434T2 (nl)
SG (1) SG55135A1 (nl)
TW (1) TW373806U (nl)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6788460B2 (en) * 1998-04-15 2004-09-07 Duke University Projection screen apparatus
US20030206342A1 (en) * 1993-05-12 2003-11-06 Bright View Technologies, Inc. Micro-lens array based light transmission screen
US6483612B2 (en) 1998-04-15 2002-11-19 Duke University Projection screen apparatus including holographic optical element
US5879067A (en) * 1994-05-25 1999-03-09 De Vaan; Adrianus J. S. M. Image projection system
US6560018B1 (en) 1994-10-27 2003-05-06 Massachusetts Institute Of Technology Illumination system for transmissive light valve displays
FR2732783B1 (fr) * 1995-04-07 1997-05-16 Thomson Csf Dispositif compact de retroprojection
FR2742289B1 (fr) * 1995-12-06 1998-01-16 Thomson Multimedia Sa Perfectionnement au systeme de projection
JPH09182112A (ja) * 1995-12-22 1997-07-11 Sharp Corp 小型光学系を用いたプロジェクタ装置
US6181386B1 (en) 1995-12-29 2001-01-30 Duke University Projecting images
KR100515447B1 (ko) * 1995-12-29 2005-12-16 듀크 유니버시티 영상디스플레이장치및영상디스플레이방법
SG81909A1 (en) * 1995-12-29 2001-07-24 Compaq Computer Corp Projecting images
CA2193790C (en) 1995-12-29 2001-03-13 Duke University Projecting images
US6525750B1 (en) 1996-03-08 2003-02-25 Duke University Projection display for computers
US6111700A (en) * 1996-09-05 2000-08-29 Fujitsu Limited Optical display device having a reflection-type polarizer
US5833360A (en) * 1996-10-17 1998-11-10 Compaq Computer Corporation High efficiency lamp apparatus for producing a beam of polarized light
US6390626B2 (en) * 1996-10-17 2002-05-21 Duke University Image projection system engine assembly
WO1998019213A1 (fr) * 1996-10-31 1998-05-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Afficheur a projection de fond
US6005332A (en) * 1996-12-20 1999-12-21 Fusion Lighting, Inc. Polarized light producing lamp apparatus that uses low temperature polarizing film
US5977942A (en) 1996-12-20 1999-11-02 Compaq Computer Corporation Multiplexed display element sequential color LCD panel
FR2764462A1 (fr) * 1997-06-10 1998-12-11 Thomson Multimedia Sa Perfectionnement aux systemes de projection
US6204901B1 (en) 1997-07-31 2001-03-20 Duke University Liquid crystal color shutters that include reflective polarizers that pass color components of light of a first polarization and that reflect a majority of color components of light of a second polarization
KR100524563B1 (ko) * 1997-09-09 2005-10-31 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 후방 투사형 디스플레이 장치
US6449089B1 (en) * 1998-03-30 2002-09-10 3M Innovative Properties Company Rear projection screen with enhanced contrast
US6816306B2 (en) * 1998-04-15 2004-11-09 Bright View Technologies Inc. Micro-lens array based light transmitting screen with high resolution and low imaging artifacts
US6967779B2 (en) * 1998-04-15 2005-11-22 Bright View Technologies, Inc. Micro-lens array with precisely aligned aperture mask and methods of producing same
US6829087B2 (en) * 1998-04-15 2004-12-07 Bright View Technologies, Inc. Micro-lens array based light transmitting screen with tunable gain
US6561649B1 (en) * 1999-07-09 2003-05-13 Sarnoff Corporation Compact rear projection system using birefringent optics
US6511186B1 (en) 1999-07-09 2003-01-28 Sarnoff Corporation Focus and aim device and method for image projection
US6406150B1 (en) 1999-07-09 2002-06-18 Sarnoff Corporation Compact rear projections system
US6573579B1 (en) * 2002-01-22 2003-06-03 Industrial Technology Research Institute Projector employing OEL image panels
WO2003062873A1 (fr) * 2002-01-23 2003-07-31 Nitto Denko Corporation Film optique, procede de fabrication, film a difference de phase et plaque polarisante utilisant ce film optique
EP1495363A4 (en) * 2002-04-12 2008-06-04 Univ Duke PROJECTION SCREEN DEVICE
US8081368B2 (en) 2007-03-29 2011-12-20 Bose Corporation Selective absorbing
US7710645B2 (en) 2007-06-29 2010-05-04 Bose Corporation Selective reflecting for laser projector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0333333A1 (en) * 1988-02-25 1989-09-20 THORN EMI plc Display device
EP0407830A2 (de) * 1989-07-10 1991-01-16 F. Hoffmann-La Roche Ag Polarisator

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4127322A (en) * 1975-12-05 1978-11-28 Hughes Aircraft Company High brightness full color image light valve projection system
GB8922415D0 (en) * 1989-10-05 1989-11-22 Emi Plc Thorn A screen and projector for use in a front projection system
US5309265A (en) * 1989-11-01 1994-05-03 Hoffmann-La Roche Inc. Short pitch LC layer with a temperature independent λ0 and containing a nematic LC doped with plural chiral additives having the same twist sense
JPH03243932A (ja) * 1990-02-22 1991-10-30 Canon Inc 背面投写型受像機
GB9026151D0 (en) * 1990-11-30 1991-01-16 Emi Plc Thorn Display device
EP0504972A1 (en) * 1991-03-18 1992-09-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Specimen holder for use in a charged particle beam device
JPH07503348A (ja) * 1992-01-31 1995-04-06 ベル コミュニケーションズ リサーチ インコーポレーテッド ハイコントラスト前面映写ビデオディスプレイシステム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0333333A1 (en) * 1988-02-25 1989-09-20 THORN EMI plc Display device
EP0407830A2 (de) * 1989-07-10 1991-01-16 F. Hoffmann-La Roche Ag Polarisator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07199147A (ja) 1995-08-04
CN1052081C (zh) 2000-05-03
DE69423434T2 (de) 2000-09-21
EP0657769B1 (en) 2000-03-15
TW373806U (en) 1999-11-01
JP3514533B2 (ja) 2004-03-31
CN1112687A (zh) 1995-11-29
EP0657769A1 (en) 1995-06-14
SG55135A1 (en) 2000-01-25
US5573324A (en) 1996-11-12
DE69423434D1 (de) 2000-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1007864A3 (nl) Beeldprojectiesysteem.
BE1007993A3 (nl) Belichtingsstelsel voor een kleurenbeeldprojectie-inrichting en circulaire polarisator geschikt voor toepassing in een dergelijk belichtingsstelsel en kleurenbeeldprojectie-inrichting bevattende een dergelijk belichtingsstelsel met circulaire polarisator.
BE1007592A3 (nl) Reflecterend beeldprojectiescherm en beeldprojectiesysteem bevattende een dergelijk beeldprojectiescherm.
US5325218A (en) Cholesteric polarizer for liquid crystal display and overhead projector
US5333072A (en) Reflective liquid crystal display overhead projection system using a reflective linear polarizer and a fresnel lens
US7562984B2 (en) Polarizing beam splitter and projection apparatus having the same
JP4574439B2 (ja) 偏光分離素子及びそれを有する投影装置
KR100394283B1 (ko) 오버헤드프로젝터를갖는프리젠테이션시스템
US8144269B2 (en) Reflective LCOS displays utilizing novel polarizing beam splitters
EP0468501A2 (en) Dichroic mirror and projector having the same
US5833339A (en) Projection system improvement
WO2001005147A1 (en) Compact rear projection system using birefringent optics
JP4637370B2 (ja) 変調カラー画像を形成するための光学システム
EP0762781B1 (en) Optical apparatus, projection display apparatus and optical compensation method
US6318862B1 (en) Projection system employing multiple beam reflections
CA2233597C (en) High efficiency protection displays having thin film polarizing beam-splitters
US5879067A (en) Image projection system
US11531212B2 (en) Stereoscopic 3D system using linear polarization
JP3491809B2 (ja) 投影型画像表示装置
GB2335757A (en) Reflecting and transmitting optical system
JP2001209024A (ja) 投射型表示装置
JP3352003B2 (ja) 投射型表示装置
JPH06258600A (ja) 偏光光源装置及び画像表示装置
JP4661144B2 (ja) 波長分離光学素子、色温度可変光源装置、色温度補正光学装置および撮像システム

Legal Events

Date Code Title Description
RE Patent lapsed

Owner name: PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 19951231