DE69324042T2 - Reflektive flüssigkeitskristallanzeige für overhead-projektions system - Google Patents

Reflektive flüssigkeitskristallanzeige für overhead-projektions system

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Description

  • Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Optikstapel zur Verwendung in einem reflektierenden Flüssigkristallanzeigesystem und insbesondere Overheadprojektorsysteme, die einen derartigen Optikstapel verwenden.
  • Hochauflösende Flüssigkristallanzeigen (LCD), die in Verbindung mit Overheadprojektoren verwendet werden, sind beliebte Vorrichtungen geworden, mit denen Texte, Graphiken und Bilder von PCs für eine große Menge zugänglich zu machen. Die meisten LCD-Projektionsschirme sind zum Betrieb mit Overheadprojektoren ausgelegt, die als "transmissiv" bezeichnet werden, das heißt, daß von einer Projektorlampe in der Basis des Projektors unter der LCD angeordneten Projektorlampe ausgehende Lichtstrahlen einmal durch die LCD laufen, bevor sie auf einen Schirm projiziert werden. Bei reflektierenden Overheadprojektoren befindet sich die Lampe jedoch im "Kopf" des Projektors über der LCD und die Lichtstrahlen laufen nach unten durch die LCD und werden anschließend nach oben zurück durch die LCD reflektiert, bevor sie auf einen Schirm projiziert werden. Reflektierende Overheadprojektoren sind vorteilhaft, da sie kleinformatiger ausgebildet und somit gut tragbar sein können. Einige reflektierende Overheadprojektoren passen beispielsweise in einen aktenkofferähnlichen Tragekoffer. Wenn LCD-Projektionsschirme, die zur Verwendung mit transmissiven Overheadprojektoren ausgebildet sind, mit reflektierenden Overheadprojektoren verwendet werden, ist das Ergebnis üblicherweise ein sehr dunkles Doppelbild.
  • Aus DE-A-37 29 512 ist ein reflektierendes Flüssigkristallanzeigeoverheadprojektionssystem bekannt, bei dem ein Optikstapel verwendet wird, der einen absorbierenden Polarisator, eine reflektierende Platte und eine phasenmodulierende Flüssigkristallanzeige verwendet, wobei nicht polarisierte Lichtstrahlen auf die Flüssigkristallanzeige und den Polarisator gerichtet und durch diese geleitet und anschließend durch den Polarisator und die Flüssigkristallanzeige zurücklaufen, wo die Phase der Lichtstrahlen moduliert wird. Dementsprechend läuft das Licht zweimal durch den Polarisator.
  • Ein weiteres System, das demjenigen von DE-A-37 29 512 ähnlich ist, ist in JP- A-60 189 730 offenbart.
  • Aus Patent Abstracts of Japan, Vol. 12, Nr. 114 (P-668), 12.03.88 & JP-A-62 245 215, WO-A-88 02501 sowie Fujitsu Scientific & Technical Journal, Vol. 23, Nr. 3, Sept. 1987, Y. Koike et al.: "Phase Transition-Type Liquid Crystal Projection Display" ist bekannt, in reflektierenden lichtmodulierenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen für Projektionssysteme eine Fresnel-Linse vorzusehen.
  • Ein weiteres reflektierendes Overheadprojektionssystem weist eine LCD mit Polarisatoren auf beiden Seiten auf. Diese sandwichartige Struktur ist durch einen Luftspalt von einer Fresnel-Linse und einem Reflektor getrennt. Dieses System hat drei Nachteile. Erstens ist das projizierte Bild ein Doppelbild, da die Ebene des Bildes um eine nicht unbeträchtliche Entfernung von der Reflexionsebene beabstandet ist. Zweitens weist das System nachteilig eine geringe Lichtdurchlässigkeit auf, nämlich weniger als 10% bei einer super-verdrehten nematischen LCD. Drittens weist das projizierte Bild einen Überlichtungseffekt durch die spiegelnde Reflexion des Projektorlichts von der Oberseite der Polarisatoroberfläche auf, wodurch das gewünschte Bild unkenntlich wird.
  • Ein weiteres reflektierendes LCD-Overheadprojektorsystem ist in Japanese Kokai 2-193 183, veröffentlicht am 30 Juli, 1990, dargelegt. Dieses System verwendet eine gegen eine polarisierende Platte gedrückte LCD, wobei die Platte durch einen Luftspalt von einer Fresnel-Spiegellinse getrennt ist. Lichtstrahlen einer Projektorlampe laufen zuerst durch die LCD, die polarisierende Platte und anschließend durch den Luftspalt. Die Lichtstrahlen werden anschließend von der Fresnel-Spiegellinse reflektiert, gehen durch die polarisierende Platte zurück und treten an der LCD aus. Zwar eliminiert dieses System das Problem des Doppelbildes, jedoch begrenzt der doppelte Durchlauf der Lichtstrahlen durch die polarisierende Platte und die mit jedem Durchlauf einhergehende Absorption die mit diesem System erreichbare Gesamthelligkeit, wie dies auch die Absorption durch die metallisierte Fläche der Fresnel-Linse bewirkt.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Optikstapel zur Verwendung in einem reflektierenden Flüssigkristallanzeigesystem und ein reflektierendes LCD- Overheadprojektionssystem zu schaffen, das verbesserte Helligkeit und keine Doppelbildprobleme aufweist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Optikstapel nach Patentanspruch 1 sowie mit einem reflektierenden Flüssigkristallanzeige-Overheadprojektionssystem nach Patentanspruch 3 und mit einem Verfahren zum Projizieren eines von einer Flüssigkristallanzeige angezeigten Bildes auf einen Schirm nach Patentanspruch 8.
  • Die Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet den Helligkeitsverlust, der sowohl durch den zweifachen Durchlauf durch den Polarisator und die Reflexion an der metallisierten Oberfläche einer Fresnel-Spiegellinse verursacht wird. Der erfindungsgemäße Optikstapel weist einen reflektierenden Polarisator auf. Nach einer ersten Alternative handelt es sich bei dem reflektierenden Polarisator um einen MacNeille-Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung. Nach einer zweiten Alternative ist der reflektierende Polarisator ein doppelbrechender Interferenzpolarisator. Nach einer dritten Alternative besteht der reflektierende Polarisator aus einem mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundenen Zirkularpolarisator. Der Optikstapel nach diesen drei Alternativen weist ferner eine phasenmodulierende Flüssigkristallanzeige an dem reflektierenden Polarisator und eine an der Flüssigkristallanzeige vorgesehene Fresnel-Linse auf. Lichtstrahlen einer Projektorlampe gehen durch die Fresnel-Linse und die Flüssigkristallanzeige und werden vom reflektierenden Polarisator reflektiert und polarisiert. Die Lichtstrahlen gehen sodann zurück durch die LCD, in der ihre Phase moduliert wird, und laufen dann durch die Fresnel-Linse zurück. Eine Lichtabsorptionsschicht kann auf der dem reflektierenden Polarisator gegenüberliegenden Seite der LCD angeordnet sein.
  • Die vorliegenden Erfindung umfaßt ferner ein reflektierendes Flüssigkristallanzeige-Overheadprojektionssystem, das den genannten Stapel und einen Projektorkopf mit einem daran angebrachten zweiten Polarisator aufweist. Der Projektorkopf weist eine Projektorlampe und eine Projektionslinse auf. Lichtstrahlen, die durch Fresnel-Linse zurücklaufen, werden auf den Projektorkopf gerichtet, wo sie durch den zweiten Polarisator und die Projektions linse laufen, worauf sie zum Betrachten durch ein Publikum zu einem Projektionsschirm projiziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Projizieren eines von einer LCD angezeigten Bildes auf einen Schirm unter Verwendung des zuvor beschriebenen Projektionssystems.
  • Die neuartigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die sich auf die nachfolgende Zeichnung bezieht, in der die Figur eine schematische Seitenansicht eines Overheadprojektionssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • Ein erfindungsgemäßes reflektierendes LCD-Overheadprojektionssystem 10 ist schematisch in der Figur dargestellt. Das Projektionssystem 10 weist einen Optikstapel 12, eine optische Auflage 22, einen Arm 24 und einen Projektorkopf 30 auf.
  • Der Optikstapel 12 weist einen reflektierenden Polarisator 18, eine phasenmodulierende LCD 16 am reflektierenden Polarisator und eine transmissive Fresnel-Linse 14 an der LCD auf. Verschiedene Bilder können von der LCD durch elektronische Verbindung mit verschiedenen Videoquellen, beispielsweise einem Videobandaufzeichnungsgerät, einem Fernsehgerät oder Computer angezeigt werden. Eine optionale Absorptionsschicht 20 kann auf der der LCD gegenüberliegenden Seite des reflektierenden Polarisators 18 vorgesehen sein. Der Optikstapel 12 kann durch die Auflage 22 des Projektionssystems 10 gestützt sein.
  • Der Projektorkopf 30 ist über der Auflage 22 durch den Arm 24 gestützt, wobei der Arm derart ausgebildet sein kann, daß der Projektorkopf in Richtung der Auflage geklappt werden kann. Der Projektorkopf 30 weist eine Projektorlampe 32, einen optionalen Spiegel 34, eine Projektionslinse 38 und einen optionalen Spiegel 40 auf Ein Polarisator 36 sollte entweder in den Projektorkopf 30 angebracht oder an diesem befestigt sein, wie in der Figur dargestellt.
  • Das Projektionssystem 10 arbeitet wie im folgenden beschrieben. Ein unpolarisierter Lichtstrahl A (mit willkürlicher Phase) aus der Projektionslampe 32 wird auf den Optikstapel 12 gerichtet. Gegebenenfalls kann der Spiegel 34 zum Richten des Lichtstrahls A in Richtung des Optikstapels 12 verwendet werden, wie in der Figur dargestellt. Der Lichtstrahl A passiert zunächst die transmissive Fresnel-Linse 14 und anschließend die phasenmodulierende LCD 16. Nach dem Passieren der phasenmodulierenden LCD 16 befindet sich der Lichtstrahl A noch immer in der willkürlichen Phase, d. h. er ist nicht abbildend, da er in der willkürlichen Phase in die LCD eingetreten ist. Der Lichtstrahl A wird sodann vom reflektierenden Polarisator 18 reflektiert und polarisiert, wodurch der polarisierte Lichtstrahl A' gebildet wird. Eine optionale Absorptionsschicht 20 kann vorgesehen sein, um das Reflektieren und Rücksenden unerwünschten Lichts zu verhindern. Der polarisierte Lichtstrahl A läuft anschließend durch die LCD 16 zurück.
  • Die LCD 16 besteht aus Tausenden kleiner Bildelemente oder "Pixeln", die entweder "ein", "aus" oder "teilweise ein" sind. Ein Bild wird von der LCD 16 durch die geeignete Bearbeitung der einzelnen Pixel angezeigt. Wenn bei einer gedrehten nematischen (TN) LCD ein bestimmtes Pixel "ein" ist, so bleibt die Phase und somit auch die Polarisierung des linear polarisierten Lichtstrahls A' unverändert, wenn er das Pixel passiert. Wen jedoch das Pixel "aus" ist, wird der Lichtstrahl A' gedreht, d. h. die Phase wird moduliert, so daß der Polarisierungswinkel um 90º verändert wird. Ist das Pixel "teilweise ein", so wird der Lichtstrahl A' um weniger als 90º gedreht. Ein "eingeschaltetes" Pixel kann entweder schwarz oder weiß wiedergeben. Gibt das "eingeschaltete" Pixel schwarz wieder, gibt das "ausgeschaltete" Pixel weiß wieder, und umgekehrt. Ein "teilweise eingeschaltetes" Pixel repräsentiert eine Graustufe.
  • Bei einer super-gedrehten nematischen (STN) LCD ergibt sich der optische Effekt aus Doppelbrechungseffekten, so daß "ein-", "aus-" und "teilweise eingeschaltete" Pixel jeweils eine charakteristische Doppelbrechungsfarbe aufweisen. Bei Verwendung des "blauen Modus" hat das "ausgeschaltete" Pixel eine blaue Farbe, während das "eingeschaltete" Pixel cremefarben ist. Bei Verwendung des "gelben Modus" ist das "ausgeschaltete" Pixel gelb und das "eingeschaltete" Pixel blaugrau. Eine Folie kann auf der STN-LCD vorgesehen sein, um die Farbwiedergabe der Anzeige zu neutralisieren, d. h. um die Farbanzeige in eine Schwarzweißanzeige umzuwandeln.
  • Der polarisierte Lichtstrahl A' durch die Fresnel-Linse 14 zum Projektorkopf 30 zurück. Der polarisierte Lichtstrahl A' passiert sodann den Polarisator 36, der als Analysiereinrichtung dient, wodurch die phasenmodulierten Bilder (die nur beim aufwärts gerichteten Durchlauf des polarisierten Lichtstrahls A' durch die LCD 16 erzeugt werden) auf einem Projektionsschirm sichtbar werden. Der polarisierte Lichtstrahl A' passiert sodann die Projektionslinse 38, die zum Fokussieren des von der LCD 16 angezeigten Bildes auf einen Schirm 50 zum Betrachten durch ein Publikum verwendet werden kann. Es ist üblicherweise erwünscht, den Spiegel 40 vorzusehen, um den Lichtstrahl A' in Richtung des Schirms 50 zu lenken. Alternativ kann der Polarisator 36 derart positioniert werden, daß der Lichtstrahl A' durch die Projektionslinse 38 läuft, bevor er den Polarisator 36 passiert.
  • Der Optikstapel 12, der die absorbierende Schicht 20 aufweisen kann, ist vorzugsweise als einteilige optische Einheit ausgebildet. Diese Einheit kann die Auflage eines reflektierenden Overheadprojektors bilden, der ausschließlich der LCD-Projektion gewidmet ist. Alternativ kann die Einheit derart gepackt sein, daß der Bediener sie auf der Auflage eines standardmäßigen reflektierenden Overheadprojektors anordnen kann. Der Bediener bringt dann den Polarisator 36 an dem Projektorkopf an. Anschließend kann er Bediener durch Entfernen der optischen Einheit und des Polarisators 36 wieder mit herkömmlichen Transparentbildern arbeiten.
  • Die Fresnel-Linse 14 kann mechanisch an der LCD 16 gehalten sein, so daß die gerillte Fläche der Fresnel-Linse die LCD berührt. Alternativ kann die ebene Fläche der Fresnel-Linse. 14 an der LCD 16 haftend angebracht werden, so daß die gerillte Fläche der Fresnel-Linse von der LCD abgewandt ist. Dies würde jedoch die Rillen der Fresnel-Linse 14 Fingerabdrücken und Kratzern aussetzen. Der reflektierende Polarisator 18 ist vorzugsweise auf die LCD 16 laminiert, um Verluste an den Luft-Grenzflächen zu eliminieren. Die optionale absorbierende Schicht 20 kann auf den reflektierenden Polarisator 18 laminiert werden.
  • Der als Polarisator 36 gewählte Polarisatortyp sollte zu dem für den reflektierenden Polarisator 18 gewählten Typ passen und beide Polarisatoren sollten dem Phasenmodulationstyp der LCD 16 entsprechen. Wenn beispielsweise die LCD 16 eine lineare phasenmodulierende LCD ist, sollten beide Polarisatoren 18 und 36 lineare Polarisatoren sein. Moduliert die LCD 16 zirkular polarisiertes Licht, sollten beide Polarisatoren 18 und 36 Zirkular-Polarisatoren sein.
  • Lineare Polarisatoren sind MacNeille-Polarisatoren mit Mikroprismen-Anordnung. Jedoch sind auch ein doppelbrechenden Interferenzpolarisator und ein mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundener Zirkularpolarisator geeignet.
  • Ein MacNeille-Polarisator weist abwechselnde, sich wiederholende Schichten aus einem Paar von Dünnfilmmaterialien auf, die auf einem massiven Substratmaterial angeordnet sind. Die beiden Dünnfilmmaterialien sind ein Material mit kleinem Brechungsindex und ein Material mit großem Brechungsindex. Die Indizes, die als MacNeille-Paar bezeichnet werden, sind derart ausgewählt, daß bei einem bestimmten Einfallswinkel eines Lichtstrahls der Reflexionskoeffizient für p-polarisiertes Licht (rp) an jeder Dünnfilmgrenzfläche im wesentlichen Null ist. Der Winkel, bei dem rp als Brewster-Winkel bezeichnet wird, und die Formel, die den Brewster-Winkel mit den numerischen Werten der Indizes in Beziehung setzt, wird als MacNeille-Bedingung bezeichnet. Der Reflexionskoeffizient für s-polarisiertes Licht (rs) ist an jeder Dünnfilmgrenzfläche von Null verschieden. Die Gesamtreflektivität für s-polarisiertes Licht nimmt daher mit der Zahl der zusätzlichen Dünnfilmschichten zu, während die Reflektivität für p-polarisiertes Licht im wesentlichen Null bleibt. Auf diese Weise werden einige oder alle s-polarisierten Komponenten eines auf den Dünnfilmstapel auftreffenden nicht polarisierten Lichtstrahls reflektiert, während im wesentlichen alle der p-polarisierten Komponenten durchgelassen werden.
  • Ein bevorzugter MacNeille-Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung hat einen Brewster-Winkel-Aufbau auf einer Polycarbonat-Basis, beispielweise Optical Lighting FilmTM, erhältlich von 3M Company, St. Paul, Minnesota. Die Basis sollte auf einer Seite plan und auf der anderen Seite mit zahlreichen kleinen Prismen versehen sein. Die Prismen sollten rechtwinklige Prismen sein und eine Höhe von ungefähr 0,2 mm haben. Zehn Paare abwechselnder Schichten von Siliziumdioxid und Titandioxid sollten über den Prismen angeordnet sein. Eine zweite Schicht von Optical Lighting FilmTM, die mit der ersten identisch ist, jedoch die zusätzlichen Silizium- und Titanschichten nicht aufweist, ist optisch auf die erste Schicht laminiert, so daß die Prismen auf jeder Schicht einander zugewandt sind und ineinandergreifen.
  • Die Verwendung doppeltbrechender Interferenzpolarisatoren ist im US-Patent 4 525 413 in der Spalte 28, Zeile 29 bis Spalte 30, Zeile 15 beschrieben. Die veröffentlichte Europäische Patentanmeldung 0 488 544 A1 offenbart einen doppeltbrechenden Interferenzpolarisator, der mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Diese Veröffentlichung offenbart "einen doppeltbrechenden Interferenzpolarisator mit mehreren abwechselnden ausgerichteten Schichten wenigstens eines ersten und eines zweiten Polymermaterials mit jeweiligen von Null verschiedenen spannungsoptischen Koeffizienten, die ausreichen unterschiedlich sind, um einen Brechungsindexunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Polymermaterial in einer ersten Ebene zu erzeugen, der von dem Brechungsindexunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Polymermaterial in einer zur ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene verschieden ist." (Spalte 2, Zeilen 22-31).
  • Die zuvor genannten linearen Polarisatoren können sowohl für den Polarisator 18, als auch für den Polarisator 36 verwendet werden. Die Polarisatoren 18 und 16 können vom gleichen Typ oder unterschiedliche Typen sein, solange beide Polarisatoren lineare Polarisatoren und korrekt zueinander ausgerichtet sind. Der Polarisator 36 kann ferner ein standardmäßiger absorbierender Polarisator, beispielsweise ein Polaroid HN42 absorbierender Polarisator sein.
  • Ein als Polarisator 18 bevorzugter Zirkular-Polarisator weist cholesterische Flüssigkristallmaterialien auf. Cholesterische Flüssigkristalle reflektieren Licht mit einer zirkularen Polarisation, die durch die Drehrichtung der cholesterischen Schraubenlinie gegeben ist, und Licht mit einer Wellenlänge, die durch die Steigung der cholesterischen Schraubenlinie bestimmt ist. Cholesterische Flüssigkristalle sind in "New Liquid Crystal Polarized Color Projection Principle", M. Schadt und J. Fünfschilling, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 29, Nr. 10, Oktober 1990, S. 1974-1984, beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung kann mit jeder LCD verwendet werden, die mit polarisiertem Licht arbeitet. Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand des nachstehenden nicht einschränkenden Beispiels beschrieben.
    • BEISPIEL
  • Ein reflektierendes LCD-Overheadprojektionssystem wurde unter Verwendung eines tragbaren Overheadprojektors des Modells 6200 von 3M aufgebaut. Die verwendete Fresnel-Linse 14 war das Fresnel-Linsenausführungsbeispiel des Overheadprojektors Modell 2100 von 3M. Bei der verwendeten LCD 16 handelte es sich um das Kyocera-Modell KL6430 super-verdrehte nematische LCD, deren Polarisatoren von beiden Seiten der LCD entfernt wurden. Der verwendete reflektierende Polarisator 18 bestand aus zwei Schichten Optical Lighting FilmTM, die wie zuvor beschrieben zusammengefügt wurden. Der verwendete Polarisator 36 war ein linearer Polarisator mit Standardeffizienz (29% Durchlaß von nicht polarisiertem Licht), der in Glas angeordnet und für maximalen Kontrast im super-verdrehten nematischen gelben Modus ausgerichtet war. Die Messungen der Transmission der projizierten Bilder erfolgten in einem dunklen Raum auf der Schirmebene mit einem photometrischen Detektor, der eine große Anzahl LCD-Pixel abdeckte.
  • Die gleichen Messungen wurden an den beiden zuvor erwähnten bekannten Systemen durchgeführt, von denen eines einen Polarisator auf beiden Seiten der LCD aufwies, während es sich bei dem anderen um das in Japanese Kokai 2- 193 183 dargestellte System handelte. Bei dem in Japanese Kokai gezeigten Projektionssystem wurde das gleiche Kyocera-Modell KL6430 super-verdrehte nematische LCD verwendet, mit der Ausnahme, daß der Polarisator unter der LCD belassen wurde. Der Polarisator ist ein neutraler Polarisator, der 42% des einfallenden Lichts durchläßt und dem Polarisator des Polaroid Modells HN42 ähnlich ist. Es wurde die Fresnel-Spiegellinse des tragbaren Overheadprojektors der Auflage des 3M-Modells 6200 verwendet. Der zuvor beschriebene lineare Polarisator mit Standardeffizienz wurde in dem Projektorkopf verwendet. Diese Teile wurden sodann in einen tragbaren Overheadprojektor des 3M-Modells 6200 eingebaut.
  • Bei dem bekannten Modell mit Polarisatoren auf beiden Seiten wurde dieselbe LCD-Anzeige verwendet, jedoch wurden diesmal beide (identischen) Polarisatoren intakt belassen. Die zuvor beschriebene Fresnel-Spiegellinse wurde verwendet. Der Polarisator des Projektorkopfs wurde entfernt. Diese Teile wurden sodann in den tragbaren Overheadprojektor des 3M-Modells 6200 eingebaut.
  • Die Messergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
    • TABELLE 1
  • Vorrichtung Durchlässigkeit
  • 3M M6200 mit standardmäßigem linearem Polarisator 100,0%
  • Stand der Technik; Polarisator auf beiden Seiten der LCD, kein Standard-Polarisator im Projektorkopf. 25,5%
  • Stand der Technik; Japanese Kokai 2-193 183 38,5%
  • Vorliegende Erfindung 43,7%
  • Die Daten in der Tabelle 1 zeigen, daß die vorliegende Erfindung eine um 14% größere projizierte Helligkeit als der Stand der Technik nach Japanese Kokai 2- 193 183 und eine um 71% größere Helligkeit als die bekannte Vorrichtung mit einem Polarisator auf jeder Seite der LCD liefert.

Claims (8)

1. Optikstapel zur Verwendung in einem reflektierenden Flüssigkristallanzeigesystem, mit einem reflektierenden Polarisator (18) zum Reflektieren von einfallendem Licht als polarisiertes Licht, einer an dem reflektierenden Polarisator (18) vorgesehenen phasenmodulierenden Flüssigkristallanzeige (16) und einer an der Flüssigkristallanzeige (16) vorgesehenen Fresnel-Linse (14), wobei auf die Fresnel-Linse (14) gerichtete nicht polarisierte Lichtstrahlen (A) durch die Fresnel-Linse (14) und die Flüssigkristallanzeige (16) hindurch gehen, danach von dem reflektierenden Polarisator (18) reflektiert und polarisiert werden, durch die Flüssigkristallanzeige (16), in der die Phase der Lichtstrahlen (A') moduliert wird, und durch die Fresnel-Linse (14) zurücklaufen,
wobei der reflektierende Polarisator (18) entweder einen MacNeille-Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung oder einen doppelbrechenden Interferenzpolarisator oder einen mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundenen Zirkularpolarisator aufweist.
2. Optikstapel nach Anspruch 1, mit einer Licht absorbierenden Schicht (20) auf der der Flüssigkristallanzeige (16) abgewandten Seite des reflektierenden Polarisators (18).
3. Overhead-Projektionssystem (10) mit reflektierender Flüssigkristallanzeige, mit
- einem ersten reflektierenden Polarisator (18) zum Reflektieren von einfallendem Licht als polarisiertes Licht,
- einer am reflektierenden Polarisator (18) vorgesehenen phasenmodulierenden Flüssigkristallanzeige (16),
- einer an der Flüssigkristallanzeige (16) vorgesehenen Fresnel-Linse (14),
- einem zweiten Polarisator (36), und
- einem Projektorkopf (30), wobei der zweite Polarisator (36) an dem Projektorkopf (30) angebracht ist, und wobei der Projektorkopf (30) eine Projektorlampe (32) und eine Projektionslinse (38) aufweist, wobei nicht polarisierte Lichtstrahlen (A) von der Projektorlampe (32) auf die Fresnel-Linse (14) gerichtet werden, durch die Fresnel-Linse (14) und die Flüssigkristallanzeige (16) hindurch gehen, danach von dem reflektierenden Polarisator (18) reflektiert und polarisiert werden, durch die Flüssigkristallanzeige (16), in der die Phase der Lichtstrahlen (A') moduliert wird, und durch die Fresnel-Linse (14) zurücklaufen, und auf den zweiten Polarisator (36) und die Projektionslinse (38) gerichtet werden und durch diese hindurchlaufen, wodurch ein von der Flüssigkristallanzeige (16) angezeigtes Bild auf einen Schirm projiziert wird,
wobei der reflektierende Polarisator (18) entweder einen MacNeille-Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung oder einen doppelbrechenden Interferenzpolarisator oder einen mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundenen Zirkularpolarisator aufweist.
4. Overhead-Projektionssystem mit reflektierender Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3, bei dem der zweite Polarisator (36) entweder einen MacNeille- Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung oder einen doppelbrechenden Interfe renzpolarisator oder einen mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundenen Zirkularpolarisator aufweist.
5. Overhead-Projektionssystem mit reflektierender Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3 oder 4, mit einer Licht absorbierenden Schicht (20) auf der der Flüssigkristallanzeige (16) abgewandten Seite des reflektierenden Polarisators (18).
6. Overhead-Projektionssystem mit reflektierender Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 3 to 5, bei dem die Flüssigkristallanzeige (16) auf den Polarisator (18) laminiert ist.
7. Overhead-Projektionssystem mit reflektierender Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 3 und 5 oder 6, bei dem beide Polarisatoren (18, 36) lineare Polarisatoren sind.
8. Verfahren zum Projizieren eines von einer Flüssigkristallanzeige (16) angezeigten Bildes auf einen Schirm (50), mit den folgenden Schritten:
- Richten nicht-polarisierter Lichtstrahlen (A) auf einen Optikstapel (12), wobei der Optikstapel (12) aufweist: einen ersten Polarisator (18), der ein reflektierender Polarisator zum Reflektieren von einfallendem Licht als polarisiertes Licht ist und entweder einen MacNeille-Polarisator mit Mikroprismen-Anordnung oder einen doppelbrechenden Interferenzpolarisator oder einen mit einer Viertelwellenlängen-Retardationsplatte verbundenen Zirkularpolarisator aufweist, einer an dem reflektierenden Polarisator (18) vorgesehenen phasenmodulierenden Flüssigkristallanzeige (16) und einer an der Flüssigkristallanzeige (16) vorgesehenen Fresnel-Linse (14), wobei die nicht polarisierten Lichtstrahlen (A) durch die Fresnel-Linse (14) und die Flüssigkristallanzeige (16) hindurch gehen,
- Reflektieren und Polarisieren der Lichtstrahlen (A) unter Verwendung des reflektierenden Polarisators (18), wobei die reflektierten, polarisierten Lichtstrahlen (A') durch die Flüssigkristallanzeige (16) und die Fresnel-Linse (14) zurücklaufen und anschließend zum Projektorkopf (30) gelangen,
- Analysieren der reflektierten, polarisierten Lichtstrahlen (A') durch einen zweiten Polarisator (36), der an dem Projektorkopf (30) angeordnet ist, und
- Projizieren der reflektierten, polarisierten Lichtstrahlen (A') auf einen Projektionsschirm (50).
DE69324042T 1992-12-31 1993-09-21 Reflektive flüssigkeitskristallanzeige für overhead-projektions system Expired - Fee Related DE69324042T2 (de)

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