DE19534263C2 - Darstellungsvorrichtung mit einer Kombination aus einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Darstellungsvorrichtung (im folgenden als Display bezeichnet), und insbesondere auf ein Display, welches kombiniert ist mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement, in welchem ein Flüssigkristallanzeigeelement und ein Diaanzeigeelement integriert sind und die Vorwärts- und Rückwärtsprojektion für einen Monitor möglich ist in diesem integrierten System.

Ein Projektor dient der Bildung eines vergrößerten Bildes auf einem Schirm mittels eines kleinen Anzeigeelements (Diafilm, Flüssigkristall oder Laufbildfilm) und einer Projektionslinse. Fig. 1 zeigt ein optisches System eines Projektors, welcher eine Flüssigkristallanzeige bzw. Flüssigkristalldisplay (LCD = Liquid crystal display) verwendet. In der Fig. 1 umfaßt das System eine Lichtquelle 101 zur Abgabe von Licht, einen Lichtsammler 102, um effizient das von der Lichtquelle 101 abgegebene Licht auf das LCD 103 aufzustrahlen, das LCD 103 (einschließlich einer Polarisationsplatte) zur Wandlung elektrischer Eingabe- Bildinformation in optische Bildinformation und eine Projektionslinse 104 zur Vergrößerung und Projektion der auf dem LCD 103 dargestellten Bildinformation auf einen Schirm 105. Der Betrieb des Flüssigkristallanzeigeelements wird im folgenden beschrieben.

Wenn elektrische Bildinformation, wie eine Videoquellenausgabe eines Video-Kassetten-Rekorders, Laser- Disk-Spielers, Tuners oder Computers eingegeben wird in das LCD 103, wird das Eingabesignal angelegt an das LCD 103, eine Lichtempfangsvorrichtung, durch einen LCD Kontroller (nicht abgebildet). Dann wird die elektrische Bildinformation auf dem LCD 103 abgebildet.

Während das von der Lichtquelle 101 abgegebene Licht durch das LCD 103 läuft, an welches die Bildinformation angelegt ist, wird die elektrische Bildinformation in optische Bildinformation gewandelt und somit auf dem LCD 103 dargestellt. Diese Information wird vergrößert und auf den Schirm 105 projiziert, mittels der Projektionslinse 104, so daß die elektrische Bildquelle optisch gewandelt wird und auf dem Schirm dargestellt wird. Hier ist das Anzeigeelement eine lichtempfangende, durchlässige Flachtafel (panel) zur Umwandlung der elektrischen Bildinformation in optische Bildinformation und ist bezüglich der Konfiguration und dem Operationsprinzip ähnlich der oben erwähnten Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt ein Diaanzeigeelement, welcher Diafilme verwendet. Die optische Konfiguration und der Betrieb dieses Projektors ist beinahe der gleiche wie beim Flüssigkristallanzeigeelement, nur daß Diapositivfilme verwendet werden anstelle eines LCD. In anderen Worten, es ist lediglich ein Unterschied darin, daß die Vorrichtung zur Eingabe von Bildinformation ein von der Diafilmträger- Kassette 103b eingegebener Diafilm 103a ist und nicht ein elektrisches Signal. In dieser Zeichnung bezeichnet die Bezugsziffer 103c eine Vorrichtung zur Ein-/Ausführung von Dias.

Unterdessen verwenden gewöhnliche LCD-Projektoren als Lichtquelle eine Metallhalidlampe (Halogenidlampe), wohingegen Diaanzeigeelemente eine Halogenlampe verwenden. Die Metallampe ist überlegen in Bezug auf ihre Farbwidergabe, Lebensdauer, Helligkeit und Effizienz. Sie ist jedoch teuer und benötigt unerwünschterweise ein Vorschaltgerät zum Betreiben der Lampe.

Mit der starken Entwicklung bei Polysilizium LCDs wurde gegenwärtig ein LCD mit 300000 Pixels (NTSC-Niveau) mit einer 1,3-Zoll Größe vorgestellt. Ein gewöhnlicher Diafilm ist ähnlich, nämlich 1,7 Zoll (36 mm × 24 mm). Mit der Einführung des Multi-Media Konzeptes sind Display-Vorrichtungen entwickelt worden zum Zweck der Multifunktion und Multiverwendung.

Zum Beispiel wurde ein Flüssigkristallanzeigeelement vorgeschlagen, welcher Multi-Sync-Signal Verarbeitung oder Computerdatenausgaben auf einem großen Schirm darstellt durch deren direkte Kopplung an eine Display-Vorrichtung, ohne deren separates Drucken. Dieser Projektor stellt Video- Information oder andere Daten dar, unter Verwendung des gleichen Display-Geräts.

Als weiteres Beispiel wurde ein zusammengesetztes Produkt vorgeschlagen, welches leicht Bilder verändert, welche an Overhead-Projektionsfilme (OHP) und LCDs geleitet werden durch Legen eines großen (10 Zoll-Niveau) LCD auf einen OHP- Projektor. Dies erweitert seine Verwendung.

Die JP 06-059239 A beschreibt eine Projektorvorrichtung, die wahlweise auf einem Dia oder Film aufgezeichnete Bilder oder auf einem Videoaufzeichnungmedium aufgezeichnete Bilder auf einem Bildschirm darstellen kann.

Die WO 87/03385 A1 beschreibt eine Projektionsvorrichtung mit einer Lichtquelle, um Bilder von einem Dia oder einer Vorlage von einem Overhead-Projektor auf einen Bildschirm zu projizieren. Ein Spiegel oder Halbspiegel ist dazu angeordnet, den Lichtstrahl von der Lichtquelle auf das Dia oder den Overhead-Projektor zu lenken.

Die JP 04-311935 A beschreibt eine Projektionsanzeigevorrichtung, die eine Vorwärtsprojektion und eine Ruckwärtsprojektion durch Anordnung eines beweglichen Spiegels in einem optischen Pfad erlaubt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Darstellungsvorrichtung (Display) zu schaffen, welche kombiniert ist mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement zur Darstellung von Diafilmen oder Videobildern gemäß eines Verwendungsmodus.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch eine Darstellungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines allgemeinen Flüssigkristallanzeigeelements;

Fig. 2 zeigt eine Konfiguration eines allgemeinen Diaanzeigeelements;

Fig. 3-6 und 8-13 zeigen erste bis zehnte Ausführungen eines kombinierten Dia- und LCD-Projektors der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7A, 7B und 7C veranschaulichen Beispiele eines Verfahrens zum Austauschen von Bildvorrichtungen;

Fig. 14 veranschaulicht die Schirmvorkehrung einer Projektionslinse und ein Betrachtungszustand in Vorwärtsprojektion;

Fig. 15 veranschaulicht die Verkehrung von oben und unten eines Bildes durch generell zwei Spiegel;

Fig. 16 veranschaulicht eine Konfiguration, um die Vertauschung von oben und unten eines Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen; und

Fig. 17 veranschaulicht die Verkehrung von links und rechts eines Bildes durch zwei Spiegel.

Im Grunde genommen umfaßt jede Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 1, einen Lichtbestrahlungsselektor 2, einen Bild-Bildungsselektor 5, Lichtkollektoren 6 und 6', einen elektrischen Bildanzeigeabschnitt 8 (LCD oder Flachschirm), einen Diafilmabschnitt 10, eine Projektionslinse 11, Strahlengang-Umwandelabschnitte 12 und 13, Schirmabschnitte 14 und 15, ein Diafilmbehältnis oder -Kassette (nicht abgebildet) und einen Diaaustauschabschnitt. Diese Konfiguration kann in andere Formen modifiziert werden. Als erstes wird die erste Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben, was die Beschreibung spezifischer Konfigurationen und des Betriebsprinzipes erleichtert.

Erste Ausführung

Fig. 3 ist eine vertikale und horizontale Schnittansicht der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, und zeigt ein optisches System, welches LCD/Dia und Vorwärts/Rückwärtsprojektionen ermöglicht. In dieser Konfiguration werden die Lichtquelle 1 und die Projektionslinse 11 gemeinsam verwendet bezüglich der Vorwärts/Rückwärtsprojektion und der LCD/Diaprojektion.

Genau gesagt wird von der Lichtquelle 1 ausgestrahltes Licht auf dem LCD 8 durch den Spiegel 2 gestrahlt und dann in optische Bildinformation verwandelt. Hierbei wird der Vorreflexionsspiegel 5 gegenüber dem Strahlengang der LCD 8 geöffnet, so daß die Bildinformation vergrößert wird und auf den Vorderschirm 15 über die Projektionslinse 11 vergrößert und projiziert wird. In dem Fall der Vorwärtsprojektion wird der Vorreflexionsspiegel 12 geöffnet. In diesem Fall bedeutet öffnen, daß ein bei 45° bezüglich des Strahlenganges gestellter Spiegel um 45° gedreht wird, wobei als Achse der Oberteil des Bildes des Spiegels verwendet wird, um somit den Strahlengang zu öffnen. Dies kann auch die Bewegung des Spiegels beinhalten.

Licht, welches auf dem Diafilm 10 auftreffen soll, wird unterbrochen durch den Vorreflexionsspiegel 2, welcher optisch nur den Strahlengang vom LCD 8 hat. Dadurch wird der Diaabschnitt nicht betrieben.

Für das Diaanzeigeelement wird von der Lichtquelle 1 ausgestrahltes Licht durch den Vorreflexionsspiegel 4 reflektiert und auf den Diafilm 10 gestrahlt, während der Vorreflexionsspiegel 2 sich öffnet. Wenn der Vorreflexionsspiegel 5 geschlossen ist, wird das Licht reflektiert, um vergrößert und auf den Vorderschirm 15 durch die Projektionslinse 11 projiziert zu werden. Der Vorderschirm 15 ist nur in der ersten Ausführung dargestellt und wird in den anderen Ausführungen weggelassen. Für das Diaanzeigeelement wird der Vorreflexionsspiegel 12 geöffnet. Hierbei, wenn der Vorreflexionsspiegel 2 geöffnet wird, wird Licht nicht auf das LCD 8 gestrahlt, so daß optisch nur das Diaanzeigeelement betrieben wird. In diesem Fall, um elektrische Verluste zu vermeiden, ist es vorgesehen, die elektrische Signaleingabe an das LCD 8 nicht zu betreiben durch Verwendung einer Schaltung.

Für die Rückwärtsprojektion, wenn der Vorreflexionsspiegel 12 geschlossen ist, wird der Strahlengang des Bildes des LCD 8 oder des Diafilms 10 durch den Vorreflexionsspiegel 13 über die Projektionslinse 11 verändert, so daß das Bild rückprojiziert wird auf den Vorderschirm 14 für den Rückmonitor. Hierbei ist im Fall der Rückwärtsprojektion für den Monitor die Schirmfläche bezüglich der Vorwärtsprojektion relativ sehr klein, so daß die Schirmhelligkeit umgekehrt proportional ist zum Quadrat der Größe. In anderen Worten, bei einer 10-Zoll Größe wird die Helligkeit ungefähr 100mal größer als bei einer 100 Zoll Größe in Vorwärtsprojektion. Sogar in einer hellen Umgebung kann eine scharfe Abbildung erhalten werden. Diese Rückprojektion ist nützlich für die Betrachtung in kleinem Maßstab oder bei Besprechungen. Im Falle der Vorwärtsprojektion, wird ein großes Bild ermöglicht und die Bewegung des Bildes ist möglich durch die Bewegung der Projektionslinse und des Schirmes. Die Qualität des Bildes wird jedoch vermindert aufgrund äußeren Lichtes. In der ersten Ausführung sind die folgenden modifizierten Betriebsmöglichkeiten gegeben.

Erstens kann in dem Vorwärts/Rückwärts-Projektionsselektor die Vorwärtsprojektion durchgeführt werden durch Öffnen des Schirmes 14 und die Rückprojektion durch dessen Schließen, und nicht durch den Vorreflexionsspiegel 12.

Zusätzlich ist es möglich, daß der Vorreflexionsspiegel 12 fest angebracht ist und der Vorreflexionsspiegel 13 mit beidseitiger Vollreflexionsbeschichtung verwendet wird, so daß er um 90° gedreht wird bei der Lichtachse für die Vorwärts/Rückwärts-Projektion.

Als Vorreflexionsspiegel 2 wird ein Halbspiegel oder ein polarisierter Strahlaufteiler (PBS = polarized beam splitter) verwendet, um das Licht in zwei Hälften zu teilen (der Halbspiegel teilt die Lichtintensität um die Hälfte, und der PBS teilt das Licht in polarisierte Hälften). Der Vorreflexionsspiegel 5 kann die Ausgabe des Diafilms 10 oder des LCD 8 auswählen. In diesem Fall wird die Helligkeit des Diaabschnittes um die Hälfte reduziert. Das LCD hält die Helligkeit, wenn der PBS verwendet wird. Wenn der Halbspiegel verwendet wird, wird die Helligkeit um die Hälfte reduziert. Hierbei hat das LCD die Lichtsammellinse 6, LCD 8, und Polarisierungsplatten 7 und 9. Der Diaabschnitt hat den Diaeinleger (nicht abgebildet) und die Lichtsammellinse 6'. Dies wird in den folgenden Ausführungen gleich sein. Spiegel 12 und 13 hinter der Projektionslinse 11 können, wenn notwendig, gewechselt werden, hinsichtlich der Zahl der Spiegel oder der Richtungen.

Zweite Ausführung

Unter Bezugnahme nun auf Fig. 4, sieht man, daß die zweite Ausführung konstruiert ist, um die Anzeige des Dias oder des LCD auszuwählen durch Bewegen der Projektionslinse 11. Die Auswahl der Vorwärts- oder Rückwärtsprojektion kann durchgeführt werden gemäß der bei der ersten Ausführung beschriebenen Verfahren.

Ein zusätzliches Betriebsverfahren kann gebildet werden durch Betreiben (Bewegen) des Vorreflexionsspiegels 12 und der Projektionslinse 11. Für die Vorwärtsprojektion eines Dias wird nur die Projektionslinse 11 bewegt (der Spiegel 12 ist dabei geöffnet). Für die Vorwärtsprojektion des LCD 8 wird nur der Vorreflexionsspiegel 12 bewegt. Im Fall der Rückwärtsprojektion ist die Vergrößerung erhöht als bei der Dia- oder LCD-Projektion.

Für die Auswahl der Anzeige durch den Diaabschnitt oder den LCD wird ein Schalten durchgeführt von einem Vorschaltgerät (nicht abgebildet), welches im allgemeinen verwendet wird zu Lichtquellen 1 und 1'. Der Betrieb des Diaabschnittes und des LCDs und die Vorwärts- oder Rückwärtsprojektion sind die gleichen wie oben.

Dritte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 arbeitet die dritte Ausführung durch ein Austauschen zwischen dem LCD- und dem Diaabschnitt. Obwohl dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, ist ein Antriebsmechanismus zur Ablösung oder Anbringung des Diafilms 10 aus der Kassette in den Diafilmeinführer in dem Ersetzungsabschnitt des optischen Systems plaziert, um so nicht den Strahlengang zu unterbrechen, unabhängig von der Ersetzung des LCD- und Diaabschnitts.

In dieser Ausführung wird die Antriebsauswahl des LCD- oder Diaabschnittes durchgeführt durch mechanische Plazierung des LCD- oder Diaabschnittes entlang des Strahlengangs zwischen der Lichtquelle 1 und der Abbildungslinse 11 gemäß des Auswahlmodus. Wenn das Dia ausgewählt ist, wird der Betrieb der Antriebsschaltung durch einen Mikrocomputer (nicht abgebildet) unterbrochen, was den Stromverbrauch senkt.

Das Ersetzen der mechanischen Position kann durchgeführt werden durch Ablösung oder Anbringung des LCD- oder Diaabschnitts. In Fig. 5 kann die Ersetzung durchgeführt werden durch Auf- und Abbewegung bzw. Links- und Rechtsbewegung des LCD, wenn das Dia verwendet wird.

Die Konfiguration dieser Ausführung ist vorteilhaft durch die Verwendung von Lichtsammellinsen 6 und 6'. Dies führt eine passende Beleuchtung für die jeweiligen Fälle durch und vereinfacht einen Vorrichtungsbetrieb, wenn die jeweiligen Moden ausgewählt sind.

Die Auswahl des LCD 8 oder des Diafilms 10 wird durchgeführt durch die mechanische Ersetzung des LCD oder Diaabschnitts. Der Vorwärts/Rückwärtsantrieb wird unabhängig durchgeführt durch Bewegen (Rotieren) des Vorreflexionsspiegels 12.

Vierte Ausführung

Die vierte Ausführung zeigt ein Beispiel einer Konfiguration, die nicht unter die Erfindung fällt.

Die vierte Ausführung ist in ihrer Konfiguration einfacher als die dritte Ausführung. In dieser Ausführung wird das optische System gemeinsam benutzt, und das LCD 8 und der Diafilm 10 werden mechanisch ersetzt. Eine mechanische Methode des Austausches der LCD- und Diaabschnitte kann im folgenden Beispiel (unter Bezugnahme auf Fig. 7A) erklärt werden.

In dem optischen System, welches aus der Lichtquelle 1 besteht, der Lichtsammellinse 6, den Anzeigeelementen 8 und 10 und der Projektionslinse 11, wird eine L-förmige Struktur in den Anzeigeelementen so gebildet, um um 90° zu rotieren um die Rotationsachse a eines Abschnittes des unteren Abschnittes des optischen Systems. Ein Abschnitt 20 bildet integral Einfalls-/Ausfalls-Polarisationsplatten 7 und 9 und LCD 8. Auf dem anderen Abschnitt 21 ist der Diafilm 10 montiert. Wenn die Struktur um 90° rotiert, wird das LCD oder der Diafilm-Montierabschnitt in den Strahlengang gestellt, was die Auswahl des LCD oder des Dias erlaubt. Der Diafilm- Montierabschnitt wird horizontal entlang des Strahlengangs plaziert.

In einem weiteren Beispiel, wie in Fig. 7B gezeigt, wird der Diaabschnitt oder das LCD in Reihe angeordnet und eine Rotationsachse a ist vorgesehen in einem Abschnitt 22 für das Festhalten des LCD 8. Wenn das Dia ausgewählt ist, wird das LCD mechanisch zur Seite genommen aus dem Strahlengang (gemäß des gezeichneten Pfeiles), um den Diafilm 10 zu projizieren. Wenn das LCD 8 verwendet wird, fällt Licht auf oder geht Licht aus von dem LCD 8 durch das Loch 23, wo der Diafilm 10 montiert ist. In diesem Fall ist eine Fokussierung durch die Projektionslinse 11 erforderlich, da die Projektionszustände unterschiedlich sind in den jeweiligen Fällen.

In einem weiteren Beispiel, wie in Fig. 7C gezeigt, ist ein mechanischer Rahmen 24, wo der Diafilm 10 und das LCD 8 montiert sind, vorgesehen, wo die Anzeigeelemente plaziert sind. In dem LCD 8 ist ein mechanischer Rahmen entsprechend dem Rahmen des Diafilms 10 vorgesehen. Stifte sind eingerichtet auf der linken und rechten oberen Seite des Rahmens, so daß, wenn das Dia benutzt wird, es herabfällt entlang der Führungsnut des optischen Systemes und um 90° gefaltet wird, wie durch den gezeichneten Pfeil gezeigt. Dadurch wird der Diafilm 10 montiert. Wenn das LCD 8 verwendet wird, wird der umgekehrte Prozeß durchgeführt. Hierbei kann die Rückwärts/Vorwärts-Projektion durchgeführt werden mit der vorgenannten Methode.

Fünfte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 8, sind in der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung Projektionslinsen 11 und 11' jeweils für das LCD und das Dia vorgesehen. Die Auswahl des LCD oder Dias wird durchgeführt durch den Modusauswahlspiegel 2, welcher zwischen der Lichtquelle 1 und dem LCD 8 oder Diafilm 10, d. h. den Anzeigeelementen, plaziert ist.

Wenn von der Lichtquelle 1 ausgestrahltes Licht im Modusauswahlspiegel 2 das LCD 8 auswählt, wird der Modusauswahlspiegel 2 zur Seite genommen aus dem Strahlengang und das Licht wird auf das LCD 8 aufgestrahlt. Wenn das Dia ausgewählt ist, wird das Licht um 90° geändert durch den Modusauswahlspiegel 2 und fällt dann auf den Diafilm 10 auf durch einen weiteren Richtungswandlungsspiegel 3. Die Vorwärts-/Rückwärts-Projektion wird durchgeführt durch den Vorwärts-/Rückwärts-Projektionsspiegel 12. Wenn die Vorderseite des Dias angetrieben ist, wird der Vorwärts- /Rückwärts-Projektionsauswahlspiegel 12 vor die LCD- Projektionslinse 11 plaziert. Wenn die Rückseite des Dias angetrieben ist, wird der Vorwärts-/Rückwärts- Projektionsauswahlspiegel 12 vor die Diaprojektionslinse 11' plaziert. Wenn die Vorderseite des LCD angetrieben wird, wird der Vorwärts-/Rückwärts-Projektionsauswahlspiegel 12 vor die Diaprojektionslinse 11' plaziert. Wenn die Rückseite des LCD angetrieben wird, wird der Vorwärts-/Rückwärts- Projektionsauswahlspiegel 12 vor die LCD-Projektionslinse 11 plaziert.

Als eine technische Anforderung an diese Ausführung, muß die optische Effizienz des LCD oder Diaabschnittes aufrecht erhalten werden durch ein passendes Beleuchtungssystem, weil der Abstand zwischen der Lichtquelle 1 und dem LCD 8 oder Diafilm 10 unterschiedlich ist.

Sechste Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 ist die sechste Ausführung eine Modifikation der fünften Ausführung. In dieser Ausführung wird der Betrieb des Beleuchtungssystems ausgewählt durch Bewegen der Lichtquelle 1 (Schalten, wenn zwei Lichtquellen 1 und 1' verwendet werden).

Dies wird durchgeführt durch Plazieren der Lichtquelle 1 zu einem auszuwählenden Bild und Plazieren des Spiegels 12 vor der Projektionslinse 11 auf der Vorderseite der Diaprojektionslinse 11' im Falle der LCD-Vorwärtsprojektion. Im Falle der LCD-Rückwärtsprojektion, wird der Spiegel 12 vor der Projektionslinse 11' vor die LCD-Projektionslinse 11 plaziert. Im Falle der Dia-Vorwärtsprojektion, wird der Spiegel 12' vor der Projektionslinse 11' vor die LCD- Projektionslinse 11 plaziert. Im Falle der Dia- Rückprojektion, wird der Spiegel 12' vor der Projektionslinse 11 vor die Dia-Projektionslinse 11' plaziert.

Siebte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 10, ist die siebte Ausführung eine Modifikation der fünften Ausführung. Die Auswahl des LCDs oder Dias wird durchgeführt gemäß den Projektionsbedingungen, nicht durch das Beleuchtungssystem. Für die Modus- Auswahlmittel wird der PBS 2' verwendet, in welchem das Licht polarisiert wird.

Das Licht von der gleichen Lampe 1 wird aufgespalten für das LCD und den Diaabschnitt gemäß der Polarisation durch PBS 2'. In dem Fall der LCD-Projektionsauswahl, ist eine Abdeckung 16 vorgesehen auf der Projektionslinse 11'. Im Fall der Diaauswahl, wird die Abdeckung 16 geöffnet. Hierbei ist eine Abbildung möglich gleichzeitig mit der Rückprojektion des LCD.

Das Schließen der Öffnung des Filmabschnittes wird gewöhnlich in dem Fall gemacht, daß der Diafilm 10 nicht montiert ist, um so nicht einen hellen Abschnitt des Schirmes, welcher keine Bildinformation enthält, zu projizieren. Daher kann diese Methode neben der Abdeckung verwendet werden.

Der Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb kann ausgewählt werden durch Antreiben des Spiegels 12 vor der Projektionslinse 11. Hier, wie bereits beschrieben, wird die Helligkeit nicht reduziert in dem LCD, weil Bilder durch das polarisierte Licht geschaffen werden. Die Helligkeit wird um die Hälfte reduziert in dem Diaabschnitt.

Die Helligkeitseffizienz ist jedoch niedrig bei der Projektion des LCD, so daß ein Projektor entwickelt werden muß, um die Helligkeit auf dem Schirm zu implementieren. Die Beleuchungseffizienz des Dias ist 25mal größer als die des LCD. Daher, obwohl die Helligkeit um die Hälfte reduziert ist, was immer noch 12mal so viel ist, kann das Dia ausreichend verwendet werden in der relativ hellen Umgebung.

Unterdessen ist bei der Auswahl der Anzeigeelemente, wie dem LCD 8 und dem Diafilm 10, eine Polarisationsplatte eingerichtet zwischen dem PBS 2' und dem LCD 8 oder dem Diafilm 10 durch Ausnutzen der Tatsache, daß der PBS 2' das Licht in polarisierte Strahlen aufteilt. Die Polarisierungsplatten werden gedreht, um die polarisierten Strahlen zu unterbrechen oder durchzulassen, so daß Licht auf das LCD 8 oder den Diafilm 10 fällt, d. h. auf die Anzeigeelemente.

Achte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 11, bildet die achte Ausführung individuell Vorwärts-/Rückwärts-Projektionslinsen 11 und 11'.

Basierend auf einem Vorwärtstyp ist der Vorwärts-/Rückwärts- Projektionsauswahlspiegel 5 installiert zwischen dem LCD 8 oder dem Diafilm 10 und den Projektionslinsen 11 und 11'. Der Spiegel 5 wird bewegt (oder rotiert), um den Strahlengang und die Projektionslinsen 11 und 11' auszuwählen.

Im Falle der Vorwärtsprojektion wird der Spiegel 5 um 45° rotiert oder nach links und rechts bewegt, um so aus dem Strahlengang genommen zu werden. Im Falle der Rückwärtsprojektion wird der Strahlengang des LCD 8 durch den Spiegel 5 so verändert, daß Licht auf eine Rückprojektionslinse 11' auffällt und ein Bild entsteht auf Schirmen 14 und 14' für den Rückwärtsmonitor über die Richtungswandlungsspiegel 12 und 12'.

In der Zeichnung stehen die durchgezogenen und gestrichelten Linien der Spiegel 12 und 12' hinter der Projektionslinse 11' jeweils für Vorwärts- und Rückwärtsprojektionen. In dieser Konfiguration sind Projektionslinsen 11 und 11' unterschiedlich in Bezug auf die Gerätegröße, den Projektionsabstand und die Schirmgröße, was das Gerät kompakt macht und einen Rückmonitor mit relativ großem Schirm schafft. Für die Auswahl des LCD und Dias kann auf die vierte Ausführung verwiesen werden.

Neunte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 12, ist die neunte Ausführung so konstruiert, daß eine Fresnel-Linse 17 als Feldlinse eingerichtet ist hinter dem LCD 8 oder Diafilm 10, und daß Vorwärts-/Rückwärts-Projektionslinsen 11 und 11', welche an verschiedenen Positionen plaziert sind, vorgesehen sind. Durch Bewegen der Fresnel-Linse 17 nach oben und unten (oder nach links und rechts), fällt der Lichtausgang von LCD 8 oder dem Diafilm 10 auf die Projektionslinsen 11 und 11', um so die Moden auszuwählen. In der neunten Ausführung kann für die Auswahl des LCD oder Dias auf die vierte Ausführung verwiesen werden.

In dieser Ausführung wird die Modus-Auswahl durchgeführt durch Positionsauswahl des LCD 8 oder Diafilms 10 und der Bewegung der Fresnel Linse 17, was die Kompaktheit des Gerätes und dessen bequemen Betrieb sicherstellt. Grundsätzlich ist diese Konfiguration durch große Aufwärts/Abwärtsprojektion gekennzeichnet. Die durchgezogenen und gestrichelten Linien hinter der Projektionslinse 11' bezeichnen einen Fall, wo der Rückwärtsmonitor vor oder hinter dem Gerät plaziert ist.

Zehnte Ausführung

Unter Bezugnahme auf Fig. 13, ist in der zehnten Ausführung eine weitere Projektionslinse 11" plaziert zwischen dem Gerät, um ein erstes Bild auf einer ersten Bildfläche 10' zu erzeugen. Eine Reprojektion wird durchgeführt durch die Vorwärtsprojektionslinse 11. Der Diaabschnitt bildet auf dieser Seite ein erstes Bild, wohingegen das LCD nur durch die Projektionslinse 11 ein Bild erzeugt.

Erst wird die Beleuchtungseinrichtung ausgewählt durch den Auswahlspiegel 2 des Beleuchtungssystems. Die Projektion wird durchgeführt durch den Projektionsauswahlspiegel 5 gemäß des Verfahrens der ersten Ausführung. Eine Bildumkehr auf dem Schirm, welche verursacht werden kann aufgrund der kombinierten Vorwärts- und Rückwärtsprojektionen und welche nicht in dem Betrieb beschrieben wurde, wird unten vorgestellt.

Die Vertauschung von oben und unten oder links und rechts beim angezeigten Bild kann durchgeführt werden durch das LCD selbst oder durch eine Antriebsschaltung. Daher ist eine zusätzliche Vorrichtung in dem optischen System nicht notwendig. Die Umkehrung für das LCD wird nicht erklärt werden.

Unterdessen wird bei den ersten sieben und der zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung im Falle der Rückwärtsprojektion die Richtung geändert durch zwei Spiegel 12, 12' und 13 hinter der Projektionslinse 11, um ein Bild zu schaffen an der Rückseite der Projektionslinse 11. Die Vorwärtsprojektion wird direkt durchgeführt. Da jedoch die Richtung vom menschlichen Auge die gleiche ist, wird oben und unten beim hinteren vertauscht, wenn man die Vorderseite als Referenz nimmt. Fig. 14 zeigt die Schirmvertauschung aufgrund der Projektionslinse und einen Betrachtungszustand im Fall der Vorwärtsprojektion.

Zur Erklärung des Vertauschungsphänomens, muß die Oberseite des Spiegels 12 in der Nähe der Projektionslinse 11 plaziert sein, um den Lichtausgang der Projektionslinse 11 nach unten hin zu verändern. Um den zur unteren Seite der Rückseite (rechts in der Zeichnung) gerichteten Strahlengang zu verändern, wird ein Abschnitt des zweiten Spiegels 13, welcher der oberen Seite des Spiegels 12 entspricht, unten plaziert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Oben- und Untenvertauschung des Schirmes durchgeführt.

Um eine solche Vertauschung nicht zuzulassen, wird eine Konfiguration vorgeschlagen, in welcher der Strahlengang verändert wird nach hinten und nach unten nur durch den ersten Spiegel 12. Hier beinhaltet dies eine Unbequemlichkeit bei der Betrachtung, weil die Vertikalachse (optische Achse) des Rückschirmes nach unten gerichtet ist.

Dementsprechend, wenn der Spiegel so installiert wird, daß der Strahlengang nach oben und nach hinten verändert wird, wird die optische Achse nach oben gerichtet, was die Betrachtung erleichtert. In diesem Fall darf der Strahlengang jedoch nicht unterbrochen werden durch die in der Zeichnung der dritten Ausführung gezeigten Struktur. Dies erschwert das Ablösen/Anbringen von Diafilmen von/zu der Kassette.

Um solche Probleme zu lösen, wird ein Zwischenspiegel 12a eingerichtet zwischen den ersten und zweiten Spiegeln 12 und 13, um die Richtung von Vorwärts- und Rückwärts zu verändern. Erklärt wird dies aus der Betrachtung der grundlegenden Charakteristiken in Fig. 16, wo ein erster Spiegel 12 ein vertikales Gefälle von weniger als 45° hat, was den Strahlengang nach unten und nach vorn richtet. Der zweite Siegel 12a richtet den Strahlengang nach unten und vorwärts. Der dritte Spiegel 13 richtet den Strahlengang nach hinten. So wird das Oben und das Unten des Strahlenganges nicht verändert, um so keine Vertauschung durch die Spiegel zu verursachen.

Bei der kombinierten Vorwärts- und Rückwärtskonfiguration kann das optische System mit dem Spiegel hinter der Projektionslinse ersetzt werden durch die Konfiguration der Fig. 16, wenn notwendig.

Eine Konfiguration des Plazierens des Schirmes für den Rückmonitor nach vorn, kann in der Fig. 17 betrachtet werden. In diesem Fall, um den Strahlengang durch den ersten Spiegel 12 zu richten, muß die obere Seite des Spiegels 12 in die Nähe der Projektionslinse 11 plaziert werden. Um den Strahlgenang nach vorne zu richten (links in der Zeichnung) muß ein Abschnitt des zweiten Spiegels 13, welcher dem Oben des Strahlenganges entspricht, nach oben gerichtet werden. Hier findet keine Vertauschung von oben und unten statt. In dem Fall des Schirmes für den Rückmonitor und die Rückprojektion, wird eine Vertauschung von links und rechts verursacht bezüglich der Vorwärtsprojektion gemäß der betrachteten Positionen.

Aus diesem Grund ist ein Spiegel zur Durchführung der Vertauschung von links und rechts erforderlich. Zur Erklärung dieser Konfiguration bezüglich der Vertauschung von oben und unten, wird der erste Spiegel rechts und links abgeschrägt (einschließlich nach unten aufgrund der Neigung nach oben und unten) um den Strahlengang nach links (oder nach rechts) zu verändern. Um die Vertauschung von links und rechts zu bewirken, wird der zweite Spiegel eingerichtet, um links und rechts die entgegengesetzte Neigung zu haben (nach unten aufgrund der Neigung nach oben und unten, und der Strahlengang wird nach hinten gerichtet durch Steuerung der linken und rechten Neigung). Der dritte Spiegel wird eingerichtet, um den Strahlengang vorwärts zu richten, was nur die Vertauschung von links und rechts bewirkt.

Wie oben beschrieben schafft die vorliegende Erfindung ein Display oder eine Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement zur Auswahl des LCD oder von Diafilmen gemäß der Verwendungsmoduswandlung, durch Schaffen des Flüssigkristallanzeigeelements und Diaanzeigeelements als ein Gerät, welches die gleiche Grundkonfiguration hat und ähnlich dimensionierte Anzeigeelemente. Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung die Auswahl einer Vorwärts- oder Rückwärtsprojektion. Dementsprechend wird die Gerätegröße minimiert durch das gemeinsame Nutzen der optischen Komponenten, und teure Komponenten fallen weg, um Kosten zu reduzieren, im Vergleich mit zwei individuellen Geräten. Ferner benutzt die vorliegende Erfindung gemeinsam eine Lichtquelle (Metallampe), was die Helligkeit und Bildqualität (Farbwiedergabe) in dem Diaanzeigeelement erhöht.

Claims (27)

1. Darstellungsvorrichtung mit einer Kombination aus einem Diaanzeigeelement (10) und einem Flüssigkristallanzeigeelement (8), die aufweist:
eine Lichtquelle (1) zum Aussenden eines Lichtstrahls, um Bildinformation vom Diaanzeigeelement (10) oder vom Flüssigkristallanzeigeelement (8) zu erzeugen,
Lichtführungselemente (2, 4, 11, 12, 13) zum Vergrößern und Projizieren der Bildinformation auf eine Bildanzeigevorrichtung (14, 15) zum Anzeigen der Bildinformation und
eine Auswahleinrichtung,
die den Weg des Lichtstrahls oder den Strahlengang für ein Anzeigen der Bildinformation vom Diaanzeigeelement (10) oder Flüssigkristallanzeigeelement (8) auswählt, und
die zusätzlich einen Polarisationsstrahlteiler (PBS) zum Aufteilen des Lichtstrahls in die Strahlengänge für das Diaanzeigeelement (10) und das Flüssigkristallanzeigeelement (8) und zur Reduzierung des Lichtes bei der Bestrahlung des Diaanzeigeelementes (10) enthält.

2. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Polarisationsplatten eingerichtet sind zwischen dem Polarisationsstrahlteiler (PBS) und den Anzeigeelementen, und daß das auf die jeweiligen Anzeigeelemente auffallende Licht ausgewählt wird durch Rotieren der Polarisationsrichtung der dem jeweiligen Anzeigeelement zugeordneten Polarisationsplatte.

3. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung eine Lichtquelle hat und das erste oder zweite Anzeigeelement ausgewählt wird durch die Bewegung eines Spiegels zur Bestrahlung des jeweiligen Anzeigeelements mit Licht.

4. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des auf einen Bildschirm projizierten Bildes durchgeführt wird durch Plazieren eines Spiegels zwischen einer Projektionslinse und des jeweiligen Anzeigeelements.

5. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des auf einen Schirm projizierten Bildes eine Bewegung der Projektionslinse enthält.

6. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Projektionslinse für ein jeweiliges Anzeigeelement vorgesehen ist und die Auswahl des ersten oder zweiten auf den Schirm projizierten Bildes des Anzeigeelementes durchgeführt wird durch eine Abdeckung der jeweiligen Projektionslinse.

7. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung des Lichtes von der Projektionslinse durchgeführt wird durch Bewegung einer Abdeckung.

8. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Projektionslinse für ein jeweiliges Anzeigeelement vorgesehen ist, und die Auswahl des ersten oder zweiten auf den Schirm projizierten Bildes des Anzeigeelements durchgeführt wird durch Einrichtung eines Spiegels vor der Projektionslinse und dessen Bewegung.

9. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung eine Lichtquelle hat und wobei das erste oder zweite Anzeigeelement ausgewählt wird durch Bewegung der Lichtquelle.

10. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung ein Licht für die jeweiligen Anzeigeelemente bildet durch elektrisches Schalten einer Lichtquellen-Betriebsleistung.

11. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionslinse nicht beweglich ist.

12. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung einen Spiegel aufweist zwischen einer Projektionslinse und den jeweiligen Anzeigeelementen und Bildinformation auswählt, welche auffällt auf die Projektionslinse aufgrund der Bewegung des Spiegels, wodurch das erste oder zweite Anzeigeelement zur Projektion auf dem Schirm ausgewählt wird.

13. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung nach oben und unten oder nach links und rechts bewegbar ist, wodurch das erste oder zweite Anzeigeelement zur Projektion auf dem Schirm ausgewählt wird.

14. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Struktur wie ein Spiegel und eine Abdeckung plaziert wird hinter der Projektionslinse, und ein nicht-ausgewählter Strahlengang zusätzlich unterbrochen wird durch die Struktur.

15. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung eine einzige Projektionslinse umfaßt und das auf den Schirm zu projizierende Bild des ersten oder zweiten Anzeigeelementes ausgewählt wird durch einen Spiegel oder die Bewegung der Projektionslinse.

16. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung eine einzige Projektionslinse umfaßt und eine Vorwärts/Rückwärts-Projektion ausgewählt wird durch Bewegen eines Spiegels, welcher hinter der Projektionslinse plaziert ist.

17. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Spiegels durchgeführt wird durch eine Rotation, welche zentriert ist auf einer Seite des Spiegels, oder durch Bewegen des Spiegels selbst.

18. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung eine Projektionslinse und einen Spiegel hinter der Projektionslinse umfaßt, und ein Vorwärts-/Rückwärts-Schirmbild ausgewählt wird durch die Bewegung der Projektionslinse und des Spiegels.

19. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorwärts- und Rückwärtsprojektionen gleichzeitig durchgeführt werden und die Vorwärts- und Rückwärtsprojektionsbilder unterschiedlich sind.

20. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung zwei Projektionslinsen und einen Spiegel hinter den Projektionslinsen umfaßt, wobei durch den Spiegel das erste oder zweite Anzeigeelement ausgewählt wird.

21. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Projektionslinsen den Vorwärts- und Rückwärtsprojektionen zugeordnet sind.

22. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel rotiert wird zur Auswahl einer Vorwärts- oder Rückwärtsprojektion.

23. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richtungsveränderungsspiegel eingerichtet ist hinter einer Rückprojektionslinse, zur Bildung einer Rückprojektion.

24. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlvorrichtung zwei Projektionslinsen umfaßt für Vorwärts- und Rückwärtsprojektionen und eine Feldlinse zur Auswahl eines Strahlenganges durch Bewegen der Feldlinse, wodurch das erste oder zweite Anzeigeelement ausgewählt wird.

25. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse eine Fresnel-Linse ist.

26. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 24, umfassend eine Projektionslinse für die Rückwärtsprojektion und einem Spiegel zur Vertauschung der Richtung.

27. Darstellungsvorrichtung, kombiniert mit einem Diaanzeigeelement und einem Flüssigkristallanzeigeelement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlrichtung für die Rückwärtsprojektion drei Spiegel entlang eines Strahlenganges zwischen der Projektionslinse und dem Rückschirm aufweist.