NL8901503A - Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators - Google Patents
Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators Download PDFInfo
- Publication number
- NL8901503A NL8901503A NL8901503A NL8901503A NL8901503A NL 8901503 A NL8901503 A NL 8901503A NL 8901503 A NL8901503 A NL 8901503A NL 8901503 A NL8901503 A NL 8901503A NL 8901503 A NL8901503 A NL 8901503A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid crystal
- green
- display device
- light
- red
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken.N.V. Philips' Incandescent lamp factories.
Weergeefinrichting ten behoeve van projectie.Display device for projection.
De uitvinding betreft een weergeefinrichting ten behoeve van projectie met een eerste, een tweede en ee.i derde vloeibaar kristal lichtsluiter bevattende tenminste een laag nematisch vloeibaar kristal, welke lichtsluiters respectievelijk een rode, een groene en een blauwe lichtbundel besturen die tot een bundel kunnen worden samengevoegd.The invention relates to a display device for projection with a first, a second and a third liquid crystal light shutter containing at least one layer of nematic liquid crystal, which light valves control a red, a green and a blue light beam, respectively, which can be bundled merged.
Onder een laag nematisch vloeibaar kristal wordt in dit verband niet alleen een vloeistoflaag verstaan zoals gebruikt in de gebruikelijke "90°-twistor", waarbij de director over een hoek van Φ = 90° draait in de laag vloeibaar kristal materiaal, maar zijn ook verdraaiingen φ over kleinere of grotere hoeken mogelijk. Ook kan de lichtsluiter zonodig zijn opgebouwd uit een dubbellaag van vloeibaar kristallagen,In this context, a layer of nematic liquid crystal is understood to mean not only a liquid layer as used in the usual "90 ° twistor", in which the director rotates through an angle of Φ = 90 ° in the layer of liquid crystal material, but also rotations. φ possible over smaller or larger angles. The light shutter can also be composed, if necessary, of a double layer of liquid crystal layers,
Een weergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort is beschreven in EP-A-0.266.184. De drie samenstellende kleurbundels van een weer te geven beeld worden daar opgewekt in drie verschillende vloeibaar kristal lichtsluiters die elk afhankelijk van de deelbeelden een van de kleurbundels rood, groen of blauw moduleren. Om een kleuronafhankelijke overdrachtskarakteristiek te krijgen, wordt de waarde^Δ-η-)voor de drie vloeibaar kristal cellen praktisch gelijk ingesteld. Hierin is d de dikte van de vloeibaar kristallaag, Δη het verschil in brekingsindex voor de normale en de abnormale golf, terwijl λ de centrale golflengte voor elk van de kleuren rood, groen en blauw is.A display device of the type mentioned in the opening paragraph is described in EP-A-0.266.184. The three constituent color beams of an image to be displayed are generated there in three different liquid crystal light shutters, each of which modulates one of the red, green or blue color beams depending on the sub-images. To obtain a color-independent transfer characteristic, the value ^ Δ-η-) for the three liquid crystal cells is set almost equal. Where d is the thickness of the liquid crystal layer, Δη is the difference in refractive index for the normal and the abnormal wave, while λ is the central wavelength for each of the colors red, green and blue.
In de daar getoonde inrichting is de transmissie-spanningskarakteristiek niet goed bruikbaar voor waarden van (py-)< 2.2. Met name vertonen deze karakteristieken een minimum (dip), mogelijk doordat bij spanningen tussen V = 0 Volt en de eigenlijke drempelspanning, afhankelijk van de oriënteringscondities toch al enige verandering in dubbele breking gaat optreden. Deze kan voor de drie samenstellenden kleuren bovendien zeer verschillend zijn, zodat het moeilijk is praktisch identieke transmissie-spanningskarakteristieken te verkrijgen.In the device shown there, the transmission voltage characteristic is not very useful for values of (py -) <2.2. In particular, these characteristics show a minimum (dip), possibly because at voltages between V = 0 Volt and the actual threshold voltage, some change in birefringence will already occur, depending on the orientation conditions. Moreover, it can be very different for the three composite colors, so that it is difficult to obtain practically identical transmission voltage characteristics.
De uitvinding stelt zich onder meer ten doel deze problemen zo veel mogelijk op te heffen. Daarnaast stelt zij zich ten doel een weergeefinrichting te verschaffen waarbij met minder dikke vloeistoflagen kan worden volstaan.One of the objects of the invention is to eliminate these problems as much as possible. In addition, it aims to provide a display device in which less thick liquid layers can suffice.
Een inrichting volgens de uitvinding heeft hiertoe het kenmerk, dat de laag vloeibaar kristal materiaal in elk van de lichtsluiters zich tussen gekruiste polarisatoren bevindt en voor de dikte d, het verschil in brekingsindex Δη en de centrale golflente λ van de drie lichtsluiters geldt: (%Ar0rood <^j^groenTo this end, a device according to the invention is characterized in that the layer of liquid crystal material in each of the light shutters is located between crossed polarizers and for the thickness d, the difference in refractive index Δη and the central wave spring λ of the three light shutters applies: (% Ar0 red <^ j ^ green
Bij voorkeur is(j^-^groen circa 0.87.Preferably (j ^ - ^ green is approximately 0.87.
De uitvinding berust op het inzicht dat door een geschikte keuze van de^-^^-waarden de transmissie-spanningskarakteristieken in het overgangsgebied voor de drie kleuren praktisch samenvallen.The invention is based on the insight that, by a suitable choice of the values, the transmission voltage characteristics in the transition region for the three colors practically coincide.
Daarnaast berust zij op het inzicht, dat(^An; nu zodanig gekozen kan worden (rondom 0,87), dat volledige uitdoving respectievelijk maximale transmissie optreedt in het eerste Gooch-Tarry-minimum, hetgeen voordelig is voor de aansturing, met name de instelling van de uiterste transmissietoestanden (maximale transmissie of praktisch volledige uitdoving).In addition, it is based on the insight that (^ An; now can be chosen (around 0.87), that complete extinction or maximum transmission occurs in the first Gooch-Tarry minimum, which is advantageous for the control, in particular the setting of the extreme transmission states (maximum transmission or practically complete extinction).
Bij een geschikte keuze van de(^~)-waarden, bedraagt de onderlinge afwijking ten minste 0,03.With a suitable choice of the (^ ~) values, the mutual deviation is at least 0.03.
Uitgaande van een centrale golflengte voor de rode bundel van ca. 0,65 pm geldt voor alle vloeibaar kristallagen d.An ~0,56, zodat met kleinere dikten (tot bijvoorbeeld 6 pm) kan worden volstaan. Het gebruik van kleinere dikten heeft voordelen omdat hierbij temperatuureffecten kleiner zijn, terwijl ook diktevariaties minder invloed hebben en de respons sneller is. Ook is de hoekafhankelijkheid minder, hetgeen met name voordelig is indien de projectieweergeefinrichting met reflectieve cellen wordt uitgevoerd. In dat geval kan een van de polarisatoren als reflecterende laag zijn uitgevoerd.Assuming a central wavelength for the red beam of about 0.65 µm, d.An ~ 0.56 applies to all liquid crystal layers, so that smaller thicknesses (up to, for example, 6 µm) will suffice. The use of smaller thicknesses has advantages because temperature effects are smaller, while thickness variations also have less influence and the response is faster. The angle dependence is also less, which is particularly advantageous if the projection display device is provided with reflective cells. In that case, one of the polarizers can be designed as a reflective layer.
De uitvinding zal thans nader worden verklaard aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarinThe invention will now be explained in more detail with reference to a few exemplary embodiments and the drawing, in which
Figuur 1 schematisch een eerste weergeefinrichting volgens de uitvinding toont,Figure 1 schematically shows a first display device according to the invention,
Figuur 2 schematisch een deel van een lichtsluiter toont, terwijlFigure 2 schematically shows part of a light shutter, while
Figuur 3 de bij verschillende lichtsluiters behorende overdrachtskarakteristieken toont, enFigure 3 shows the transfer characteristics associated with different light shutters, and
Figuur 4 schematisch een andere weergeefinrichting volgens de uitvinding toont.Figure 4 schematically shows another display device according to the invention.
Figuur 1 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding, waarin rode, groene en blauwe deelbeelden worden opgewekt met behulp van een vloeibaar kristal lichtsluiters 2R, 2B, 2G ten behoeve van respectievelijk het rode, het groene en het blauwe deelbeeld. Hiertoe wordt een witte lichtbundel afkomstig van een lichtbron 3 met behulp van dichroltische spiegels 4R, 4G en 4R gesplitst in een rode, een groene en een blauwe deelbundel. De deelbundels 8 , 8 , 8 worden na, zonodig spiegels 5 gepasseerd te zijn, door de lichtsluiters 2 gemoduleerd en worden met behulp van een dichroltisch prisma 6 samengevoegd tot een bundel 8 die met behulp van optiek 7 kan worden afgebeeld op een scherm 9.Figure 1 schematically shows a device according to the invention, in which red, green and blue partial images are generated with the aid of a liquid crystal light shutters 2R, 2B, 2G for the red, green and blue partial images, respectively. For this purpose, a white light beam from a light source 3 is split into a red, a green and a blue partial beam using dichroic mirrors 4R, 4G and 4R. The sub-beams 8, 8, 8 are, after passing mirrors 5 if necessary, modulated by the light shutters 2 and are combined by means of a dichroltic prism 6 into a beam 8 which can be displayed on a screen 9 by means of optics 7.
De lichtsluiters 2 zijn in dit voorbeeld uitgevoerd als vloeibaar kristalinrichtingen (Figuur 2) waarbij zich tussen twee steunplaten 10 een nematisch vloeibaar kristal materiaal 11 met positieve dielektrische anisotropie bevindt. Beeldelementen 12 zijn in het onderhavige voorbeeld gedefinieerd als doorzichtige indium-tin-oxyde elektroden die matrixvormig gerangschikt zijn. Ten behoeve van besturing bevat de lichtsluiter 2 voorts kolomelektroden 13 (schematisch aangegeven) op een steunplaat 10, die via (eveneens schematisch aangegeven) schakelelementen 14 met de beeldelementen 11 verbonden zijn. Op de kolomelektroden 13 worden doorgaans datasignalen aangeboden, terwijl selectie plaats vindt via de eveneens doorzichtige selectie of rijelektroden 15 op de andere steunplaat. De elektroden en tussenliggende delen van de steunplaten zijn voorts bedekt met oriëntatielagen 16 (voor slechts één steunplaat getekend) die de moleculen van het nematisch vloeibaar kristal materiaal 11, gezien van de ene naar de andere steunplaat een zekere verdraaiing φ geven. De waarde van φ kan hierbij variëren tussen bijvoorbeeld 40° en 360°.In this example, the light shutters 2 are designed as liquid crystal devices (Figure 2), wherein a nematic liquid crystal material 11 with positive dielectric anisotropy is located between two support plates 10. Pixels 12 are defined in the present example as transparent indium tin oxide electrodes arranged in matrix form. For the purpose of control, the light shutter 2 further comprises column electrodes 13 (shown schematically) on a support plate 10, which are connected to the picture elements 11 via switching elements 14 (also shown schematically). Data signals are generally applied to the column electrodes 13, while selection takes place via the likewise transparent selection or row electrodes 15 on the other support plate. The electrodes and intermediate parts of the support plates are further covered with orientation layers 16 (drawn for only one support plate) which give the molecules of the nematic liquid crystal material 11 a certain rotation φ seen from one support plate to the other. The value of φ can vary between, for example, 40 ° and 360 °.
Tenslotte bevat de lichtsluiter 2 twee polarisatoren 17 en 18 waarvan de polarisatierichtingen elkaar praktisch loodrecht kruisen (aangegeven met behulp van pijlen 19).Finally, the light shutter 2 comprises two polarizers 17 and 18, the polarization directions of which cross practically perpendicular (indicated by means of arrows 19).
Door deze opbouw zijn de lichtsluiters in hoge mate ongevoelig voor temperatuurvariaties, met name bij kleinere dikten (< 6 pm), terwijl ook diktevariaties zelf weinig invloed hebben op de spanningstransmissiekarakteristieken.Due to this construction, the light shutters are highly insensitive to temperature variations, especially at smaller thicknesses (<6 pm), while thickness variations themselves also have little influence on the voltage transmission characteristics.
Door nu volgens de uitvinding de optische weglengte d.An voor elk van de drie verschillende kleuren rood, groen en blauw zodanig te kiezen, dat (*^χΔΐ* )ro°d groen blauw wordt bereikt dat de transmissiespanningscurven 20R, 20G, 20B praktisch volledig samenvallen (Figuur 3), zodat geen specifieke aanpassing van de videosignalen aan de lichtsluiters nodig is.By choosing according to the invention the optical path length d.An for each of the three different colors red, green and blue such that (* ^ χΔΐ *) ro ° d green blue is achieved such that the transmission voltage curves 20R, 20G, 20B are practically completely coincide (Figure 3), so that no specific adaptation of the video signals to the light shutter is required.
Voor de lichtsluiters 2 wordt bijvoorbeeld de vloeistof ZLI 84 460 (Merck) als vloeibaar kristal materiaal gekozen. Hiervoor geldt Δη = 0,113 bij λ = 545 nm. Bij een centrale golflengte van 545 nm voor de groene lichtbundel en een dikte van de vloeibaar kristallaag van 4,2 pm geldt dan0.87. Deze waarde geeft in het eerst Gooch-Tarry-minimum bij parallelle polarisatoren maximale transmissie en bij onderling loodrechte polarisatoren praktisch volledige uitdoving. Voor de rode lichtsluiter 2R en de blauwe lichtsluiter 2B kiest men dan bijvoorbeeld waarden van 4 pm en 4,45 pm. Hiermee is voor centrale golflengten van respectievelijk 640 nm en 450 nm voor respectievelijk de blauwe en rode lichtbundels 8B en 8R aan bovengenoemde relatie voldaan. In plaats van de dikte te variëren, kan men deze ook constant houden en de lichtsluiters 2 voorzien van vloeistoffen met verschillende Δη. In beide gevallen kan enige variatie in deze waarden optreden ten gevolge van de golflengte-afhankelijkheid van Δη (dispersie).For the light shutters 2, for example, the liquid ZLI 84 460 (Merck) is chosen as the liquid crystal material. For this, Δη = 0.113 applies at λ = 545 nm. At a central wavelength of 545 nm for the green light beam and a thickness of the liquid crystal layer of 4.2 µm, then 0.87 applies. In the first instance, this value gives maximum Gooch-Tarry minimum transmission with parallel polarizers and practically complete extinction with mutually perpendicular polarizers. For the red light shutter 2R and the blue light shutter 2B, for example, values of 4 µm and 4.45 µm are chosen. The above-mentioned relationship is thus satisfied for central wavelengths of 640 nm and 450 nm, respectively, for the blue and red light beams 8B and 8R. Instead of varying the thickness, it can also be kept constant and the light shutters 2 provided with liquids with different Δη. In either case, some variation in these values may occur due to the wavelength dependence of Δη (dispersion).
Figuur 4 toont een inrichting waarbij licht van de lamp 3 via condensorlensen 21 en 22 invalt op een "beam-splitter" 23, die gepolariseerd licht doorlaat. Dit gepolariseerde licht valt viaFigure 4 shows a device in which light from the lamp 3 is incident via condenser lenses 21 and 22 on a "beam splitter" 23, which transmits polarized light. This polarized light falls through
R CR C
diochroltische spiegels 4 , 4 op de reflectieve p n f* weergeefinrichtingen 2, 2 , 2 die zodanig worden aangestuurd dat hierin respectievelijk het rode, blauwe en groene deelbeeld worden opgewekt, Spiegel 4 reflecteert bijvoorbeeld blauw licht, dat de inrichting 2B treft en laat rood en groen licht door. Spiegel 4G reflecteert groen licht dat inrichting 2 treft een laat rood licht door dat inrichting 2 treft. Afhankelijk van de op elektroden m dediochroltic mirrors 4, 4 on the reflective pnf * display devices 2, 2, 2 which are controlled to generate the red, blue and green partial image, respectively, Mirror 4, for example, reflects blue light, which strikes the device 2B and leaves red and green translucent. Mirror 4G reflects green light hitting device 2 and a late red light hitting device 2. Depending on the electrodes m de
Ρ Γ* BΡ Γ * B
inrichtingen 2 , 2 , 2 aangebrachte spanningen wordt dit licht niet, geheel of gedeeltelijk gereflecteerd, waarbij de polarisatierichting kan veranderen. Als de polarisatie onveranderd is, wordt het gereflecteerde licht via de spiegels 4 en de beamsplitter 23 teruggeleid naar de bron 3. Bij dubbele breking in één of meer van de inrichtingen 2 bevat het gereflecteerde licht componenten met een polarisatierichting loodrecht op die van de oorspronkelijke bundel. Dit gereflecteerde licht wordt in de beamsplitter 23 gereflecteerd in de richting van de lens 7 zodat weer een beeld op een scherm 9 wordt verkregen. De optische afstanden van de inrichtingen 2 , 2 , 2 tot de lens 45 worden hierbij gelijk gekozen. De inrichtingen 2 kunnen bijvoorbeeld reflectief gemaakt worden door in de lichtsluiter van Figuur 2 één van de polarisatoren te vervangen door een polariserende spiegel.voltages applied in devices 2, 2, 2, this light is not reflected, in whole or in part, and the direction of polarization may change. If the polarization is unchanged, the reflected light is returned via the mirrors 4 and the beam splitter 23 to the source 3. In birefringence in one or more of the devices 2, the reflected light contains components with a polarization direction perpendicular to that of the original beam . This reflected light is reflected in the beam splitter 23 in the direction of the lens 7 so that an image is again obtained on a screen 9. The optical distances from the devices 2, 2, 2 to the lens 45 are chosen equally here. For example, the devices 2 can be made reflective by replacing one of the polarizers in the light shutter of Figure 2 with a polarizing mirror.
Hoewel in het bovenstaande voorbeeld gekruiste polarisatoren gebruikt werden, is de uitvinding ook toepasbaar voor lichtsluiters 2 met onderling loodrechte polarisatoren. Met name in dit laatste geval kan het voordelig zijn(^-j^j~ 2,5 te kiezen.Although crossed polarizers were used in the above example, the invention is also applicable to light shutters 2 having mutually perpendicular polarizers. In the latter case in particular, it may be advantageous to select (^ - j ^ j ~ 2.5.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901503A NL8901503A (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901503A NL8901503A (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators |
| NL8901503 | 1989-06-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8901503A true NL8901503A (en) | 1991-01-02 |
Family
ID=19854832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8901503A NL8901503A (en) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL8901503A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253074A (en) * | 1990-12-19 | 1993-10-12 | U.S. Philips Corporation | Temperature compensated color LCD projector |
-
1989
- 1989-06-14 NL NL8901503A patent/NL8901503A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253074A (en) * | 1990-12-19 | 1993-10-12 | U.S. Philips Corporation | Temperature compensated color LCD projector |
| USRE37056E1 (en) * | 1990-12-19 | 2001-02-20 | U.S. Philips Corporation | Temperature compensated color LCD projector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6130731A (en) | Liquid crystal devices using a linear electro-optic effect | |
| KR920000145B1 (en) | Improved optical system for full color liquid crystal light valve image projection | |
| BE1007993A3 (en) | LIGHTING SYSTEM FOR A COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE AND circular polarizer SUITABLE FOR USE IN SUCH A LIGHTING SYSTEM AND COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE CONTAINING SUCH LIGHTING SYSTEM WITH circular polarizer. | |
| US4464018A (en) | Liquid crystal light valve image projection system with color selective prepolarization and blue mirror | |
| US5490003A (en) | Reflective liquid crystal display device with twist angle between 50° and 68° and the polarizer at the bisectrix | |
| US4686519A (en) | Multicolor picture display device | |
| US5245449A (en) | Polymer dispersed liquid crystal color projection display apparatus | |
| US7511787B2 (en) | Color filters and sequencers using color-selective light modulators | |
| NL8802517A (en) | IMAGE PROJECTION DEVICE. | |
| WO1990000756A1 (en) | Reflection-type liquid crystal electro-optical device and projection-type display device using the same | |
| EP0520369B2 (en) | Projector | |
| US5157529A (en) | Display device having wavelength-dependent birefringence compensation | |
| EP0436738A1 (en) | Optically writing projection-type display | |
| JP3060230B2 (en) | Image projection device | |
| EP1298484B1 (en) | Liquid crystal display | |
| US6626539B2 (en) | Color video projection display system with low-retardance compensator film for improved contrast | |
| US6022110A (en) | Projection color liquid crystal display apparatus | |
| NL8801165A (en) | APPARATUS FOR PROJECTION TELEVISION. | |
| JPH08160412A (en) | Liquid crystal display device | |
| NL8901503A (en) | Projection system for colour images e.g. video images - uses liq. crystal light shutter modulators | |
| US6498632B1 (en) | Color reflective ferroelectric liquid crystal light valve with three spatial light modulators and increased light throughput | |
| US6049410A (en) | Structure of spatial light modulator and lighting system therefor | |
| JP2003005132A (en) | Image projection device | |
| Yamauchi et al. | Phase modulation capability of thin twisted nematic liquid crystal panels at double-pass configurations | |
| CA1212852A (en) | High efficiency optical tank for two-color liquid crystal light valve image projection with color selective prepolarization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |