專利名稱：大型電視顯示系統(tǒng)的制作方法
通過對(duì)視頻或電視影像的投射，可以將電視影像投射到一個(gè)大型銀幕上供許多人同時(shí)觀看而不用建造一個(gè)大型陰級(jí)射線管。在此以前可供大家利用的投影電視系統(tǒng)太貴了。一種低成本且只需在現(xiàn)有零件或現(xiàn)有科技上稍加修改建造以展示電視或電腦所產(chǎn)生影像的系統(tǒng)，應(yīng)有重要的價(jià)值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可獲得一種將電視影像投射到銀幕上的低成本系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括一個(gè)液晶裝置，它包含了許多像點(diǎn)。這些像點(diǎn)通過電能控制其透明度。此液晶裝置是由一個(gè)視頻信號(hào)生成電路提供能量，它使像點(diǎn)產(chǎn)生代表電視影像的透明圖案。本發(fā)明的一個(gè)光源，會(huì)將光導(dǎo)射至此液晶裝置的背面;另有一個(gè)位于此液晶裝置前方的投射鏡，可將此液晶裝置的影像投射在銀幕上。
本發(fā)明可以利用一臺(tái)小型電視機(jī)的小型液晶裝置，而此液晶裝置是利用該小型電視機(jī)的視頻信號(hào)生成電路來激勵(lì)的。將此液晶裝置放入幻燈機(jī)而將電視機(jī)影像投射到銀幕上是可能的。
液晶裝置的大部分不透明柵格，可以利用一個(gè)空間濾波器予以濾除?？臻g濾波器是柵格付氏變換的一個(gè)負(fù)片。投射鏡在介于投射鏡與銀幕之間的影像位置處，產(chǎn)生液晶裝置的影像?？臻g液波器正是在此中間影像位置處。在本專利申請(qǐng)的權(quán)利要求書中，分別敘述了本發(fā)明的各個(gè)新裝置。為充分了解本發(fā)明，閱讀下列說明請(qǐng)參考本申請(qǐng)所附草圖。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所述電視影像投射系統(tǒng)的簡(jiǎn)化側(cè)面圖。
圖2是為投射電視影像而加以改造后的幻燈機(jī)的一個(gè)透視圖。
圖3是圖1電視影像投影系統(tǒng)液晶裝置的部分放大剖面圖。此圖表示了此電視投射系統(tǒng)在先有技術(shù)中已有的部分。
圖4是圖3系統(tǒng)的部分正面圖。
圖1圖示了用來將大型電視影像12投射到大型銀幕14上的一個(gè)系統(tǒng)10。此電視影像投射系統(tǒng)包括了一個(gè)液晶裝置16，此液晶裝置由一個(gè)視頻信號(hào)生成電路激勵(lì)，受到激勵(lì)后在液晶裝置16上可產(chǎn)生與電視投影相對(duì)應(yīng)的透明域。由一個(gè)燈泡22、一個(gè)反射鏡24以及聚光透鏡20組成的光源，可將光導(dǎo)射至液晶系統(tǒng)的背面并相當(dāng)均勻地照射此液晶裝置。一個(gè)紅外線濾波器31，將有助于保護(hù)此液晶裝置避免過熱。位于液晶裝置前方的一個(gè)投射鏡32，可將此液晶裝置16的影像投聚在銀幕14上。
液晶裝置16與視頻電路18，是可購買的小型或“袖珍TV”電視機(jī)的零件。例如Radio Shaok LCTV Realistic Pockotvision就擁有一個(gè)5.4cm×4.4cm的屏幕，這個(gè)屏幕具有146排120行的液晶像點(diǎn)。每一個(gè)像點(diǎn)都是正方型，此正方型的每邊邊長是370μm。這種小型液晶電視機(jī)，亦具有一個(gè)能接收廣播電視信號(hào)的接收器和激勵(lì)液晶裝置的視頻激勵(lì)電路。這種小型電視機(jī)的最初設(shè)計(jì)目的，是為了在周圍光線照射液晶裝置背面的情形下供個(gè)人直接觀看此液晶裝置。本專利申請(qǐng)人利用了這個(gè)小型的液晶裝置，創(chuàng)造了一個(gè)可供許多人同時(shí)觀看的大型電視影像。他的方法是將非常亮的光投射經(jīng)過液晶裝置，在銀幕上形成一個(gè)大型的投射影像。
圖2圖示了一種影像投射系統(tǒng)。此種投射系統(tǒng)利用了KodakCarousel或其它幻燈機(jī)42，將液晶裝置16上的影像投射到銀幕上，液晶裝置16的大小和可被投影的幻燈片的大小一樣，此液晶裝置安置在此幻燈片投影機(jī)的投影位置或投影片門44處。位于投影位置44的裝置必須作些修改，使其可接受一塊特別的液晶顯示裝置。此液晶顯示裝置可能比幻燈片要厚要寬?；脽羝ㄒ粋€(gè)紙板制夾持器和一個(gè)正片。視頻電路18位于幻燈片投影機(jī)之外，全憑一條可撓折的帶形電纜接到此液晶裝置。利用這種投影技術(shù)，再將現(xiàn)有的幻燈機(jī)稍作些修改，即可將一個(gè)大而明晰的電視影像投射到一個(gè)銀幕上。本專利申請(qǐng)人利用了一種一般人稱為頂置投影機(jī)的頂置幻燈機(jī)將大而明晰的電視影像投射到銀幕上。這種頂置幻燈機(jī)有一個(gè)水平表面，在其上可放置幻燈片或透明片，其中透明片的影像投射要采用其他方法進(jìn)行。
我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過賦能而變得比較不透明的上述電視機(jī)像點(diǎn)仍會(huì)傳送少量但尚可覺察到的光。因此光的亮度應(yīng)予限制，以避免“洗掉”。在亮度約等于利用CTR投影系統(tǒng)向后投影屏幕投影所獲得的亮度時(shí)，可獲得10∶1到20∶1的對(duì)比度，更亮的對(duì)比度也可通過對(duì)液晶電視的改進(jìn)而提高。
根據(jù)上述方式所投影的影像，并不令人滿意。因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)與投影影像重疊的黑柵格。圖3圖示了液晶裝置的一些影像細(xì)節(jié)，這些影像就有這種柵格。這種液晶裝置包括一層夾置于一對(duì)玻璃板52.54之間的液晶材料50，而這對(duì)玻璃板則又夾置于偏光板56，58之間。這兩塊玻璃板內(nèi)具有相互垂直的導(dǎo)體60，62。當(dāng)未在與這兩個(gè)導(dǎo)體相接的電線61，63之間加電壓時(shí)，像點(diǎn)所加電壓為0伏，因而位于交叉點(diǎn)的液晶區(qū)域就會(huì)變得透明。導(dǎo)體60、62交叉形成一個(gè)像點(diǎn)，如圖4內(nèi)的64所示。盡管所有全層導(dǎo)體本身都相當(dāng)透明(就黑白電視機(jī)而言，相當(dāng)透明即指約有一半入射光通過)，但導(dǎo)體60，62不重疊處本質(zhì)上是不透明的，因此形成柵格。這些不透明的柵格(在上述電視機(jī)里，其寬度約為千分之一吋)在液晶裝置的大而亮的影投射至銀幕上時(shí)會(huì)變得非常顯眼。
本專利申請(qǐng)人利用諸如圖1中70所示的一個(gè)空間濾波器濾除了此柵格圖案。這個(gè)空間濾波器70構(gòu)成一個(gè)本質(zhì)上為液晶裝置柵格圖案66付氏變換的明、暗區(qū)域圖案，它被安置于中間影像位置22處，而這個(gè)中間影像位置72位于投射鏡和銀幕之間，通過液晶裝置的光經(jīng)過校準(zhǔn)后，位置72到投射鏡32的距離就是它的焦距。圖5是空間濾波器的總體圖，它圖示出空間濾波器包含數(shù)個(gè)代表柵格付氏變換負(fù)片的不透明區(qū)域74。把一個(gè)未曝光的軟片90(此軟片可能包含一塊其上涂有光敏劑的塑質(zhì)板或玻璃板)放于位置72(但此處沒放空間濾波器70)，就可利用圖1的系統(tǒng)構(gòu)造空間濾波器70了。操作液晶裝置使所有的像點(diǎn)都成透明的(通過不施加任何成形影像獲得)，讓來自源20的光線將軟片曝光。若涂在軟片90上的乳液是負(fù)性的，它可在沖洗后便亮點(diǎn)變暗暗點(diǎn)變亮，沖洗后的軟片90(以及它的考貝)就可作為空間濾波器。若涂在軟片90上的乳液是正性的，則可用它的負(fù)片。我們可以看到，若校準(zhǔn)了通過液晶裝置16的光90，此時(shí)空間濾波器70就是柵格的付氏變換。
液晶裝置16的像格可以尋址以控制各個(gè)像點(diǎn)或像點(diǎn)線條的透明度。當(dāng)產(chǎn)生表示影像之視頻信號(hào)(此信號(hào)可以賦能像格)的裝置包含電視廣播接收器或電視攝影機(jī)時(shí)，我們也可以用電腦來產(chǎn)生影像。這些影像是局部產(chǎn)生的(非廣播的)，而且不一定是現(xiàn)場(chǎng)影像。雖然本專利申請(qǐng)人所投射的是單色或黑白影像，但我們也可用一個(gè)彩色液晶裝置來展示彩色影像。用這種裝置，每個(gè)像點(diǎn)只能通過一種顏色(例如蘭、紅或白);而且可用白光來照射。因此，這套系統(tǒng)提供了一種將大而亮的影像投射到銀幕的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng);同時(shí)也提供了一種由小型LCD(液晶顯示器)電視產(chǎn)生大而亮影像的低成本方法。此液晶裝置的背面用強(qiáng)光照明;在此液晶裝置前面的投射鏡可將此液晶裝置的影像投在銀幕上。出現(xiàn)在銀幕上的影像面積，較理想地是要比液晶顯示的面積至少大1個(gè)數(shù)量級(jí);更理想地是大兩個(gè)數(shù)量級(jí)(100倍)以上。此液晶裝置會(huì)有不透明線條組成的柵格?？衫靡粋€(gè)基本上為此柵格付氏變換的負(fù)片所構(gòu)成的空間濾波器將它除掉。
雖然此處只敘述和圖示了本發(fā)明的幾個(gè)特殊實(shí)施例，但對(duì)同行而言，可輕易地作出根據(jù)本發(fā)明而作的修改。因此，本專利申請(qǐng)人認(rèn)為其權(quán)利要求應(yīng)包括這些修改。
權(quán)利要求
1.一種將視頻影像投射到銀幕的系統(tǒng)，此種投影系統(tǒng)包括一個(gè)包含許多排成行列像點(diǎn)的液晶裝置，每個(gè)像點(diǎn)均可以通過賦能來控制它的透明度，所述液晶裝置具有前后兩面；產(chǎn)生表示影像之視頻信號(hào)的生成裝置，所述生成裝置與所述液晶裝置連接以賦能所述像點(diǎn)，使其與所述影像之透明圖案對(duì)應(yīng)；一個(gè)可將光線導(dǎo)射至所述液晶裝置背面的光源，導(dǎo)射來的光線，可沿向前的方向穿透液晶裝置上的像點(diǎn)；一個(gè)位于所述液晶裝置前方的投射鏡，所述投射鏡把所述像點(diǎn)圖案聚焦在適當(dāng)位置并成像于銀幕上。
2.權(quán)利要求1所述投影系統(tǒng)，其中所述液晶裝置含有一種柵格，此柵格由許多基本為不透明的行列組成。這些導(dǎo)體均按所述像點(diǎn)行列的方向延伸，所述投射鏡在投射鏡與銀幕之間的一個(gè)中間平面上形成所述液晶裝置上的影像，一個(gè)位于所述中間平面的空間濾波器。所述濾波器可形成基本為所述柵格付氏變換的明暗區(qū)域圖案。
3.權(quán)利要求2所述投影系統(tǒng)，其中所述空間濾波器是所有液晶裝置的像點(diǎn)經(jīng)賦能而透明時(shí)在所述中間位置形成影像的負(fù)片。
4.權(quán)利要求1中所述投影系統(tǒng)。它包括一個(gè)具有稱為軟片門裝置的幻燈機(jī)，一般將被投影的透明片放在此軟片門處，此幻燈機(jī)還具有一個(gè)光源，可照在所述透明的位置并可在所述軟片門組件內(nèi)形成一個(gè)透明片的影像，將其投影到一個(gè)銀幕上。
5.權(quán)利要求1中所述投影系統(tǒng)，其中所述液晶裝置和所述生成裝置組成了小型電視機(jī)的顯示器和此小型電視機(jī)的激勵(lì)電路。
6.權(quán)利要求1中所述系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括一個(gè)面積比所述液晶裝置面積大一到數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)的銀幕，所述銀幕和所述液晶裝置分別位于所述投射鏡的兩邊，所述投射鏡的設(shè)計(jì)得可以在所述銀幕上形成一個(gè)影像，這個(gè)影像占據(jù)大部分銀幕。
7.一種將電視影像投影到銀幕上的方法，此方法包括了照明一塊液晶裝置，這塊液晶裝置包含了許多像點(diǎn)，這些像點(diǎn)均可被賦能而控制其透明度;用與影像相當(dāng)?shù)囊曨l信號(hào)對(duì)所述液晶裝置賦能，從而產(chǎn)生與所述影像一致的透明像點(diǎn)圖案，因而可將所述液晶裝置的影像成形在銀幕上。
8.權(quán)利要求7中所述方法，其中照明與成形影像的所述步驟包括所述液晶裝置后邊導(dǎo)射光及導(dǎo)引光通過所述液晶裝置的投射鏡。
9.權(quán)利要求7中所述方法，其中所述液晶裝置具有許多基本不透明的柵格，這些柵格位于所述液晶裝置內(nèi)并形成一個(gè)不透明圖案，所述導(dǎo)引光的步驟包括將所述液晶裝置的影像成形在投射鏡和銀幕之間的一個(gè)中間位置，在所述中間位置放一個(gè)空間濾波器，此空間濾波器可形成表示基本為所述不透明圖案之付氏變換的明暗區(qū)圖形。
10.權(quán)利要求7中所述方法，其中所述液晶裝置包括許多基本為不透明且放在所述液晶裝置內(nèi)可形成圖案的導(dǎo)體。所述導(dǎo)引光的步驟包括在投射鏡與銀幕之間形成所述液晶裝置的影像，在所述中間位置放一個(gè)空間濾波器，此空間濾波器在各像點(diǎn)透明時(shí)，相當(dāng)于影像在所述中間位置的負(fù)像。
11.權(quán)利要求7中所述方法，此方法包括將小型電視機(jī)的液晶顯示器和接收與激勵(lì)電路分開，可使液晶顯示器面部無任何干撓;同時(shí)利用所述接收與激勵(lì)電路完成激勵(lì)所述液晶裝置的步驟。
12.權(quán)利要求7中所述的方法，其中所述照明與投影的步驟包括在幻燈機(jī)位置安置一個(gè)小型電視器的液晶顯示器，在此幻燈機(jī)投影位置的兩邊分別安放有光源和投射鏡。
13.權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，該方法可以用于大型彩色投影電視。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種體積小成本低的投影系統(tǒng)，它可將大而明亮的電視影像投射到銀幕上。一個(gè)小型液晶裝置為視頻信號(hào)所激勵(lì)，產(chǎn)生一個(gè)排列與電視影像相當(dāng)?shù)耐该鲌D案。光被導(dǎo)射至此液晶裝置的背面來照射此裝置；位于此裝置前方的投射鏡，可將此裝置上的影像投射到一個(gè)大型銀幕上。此液晶裝置內(nèi)的柵格，可由一個(gè)空間濾波器予以濾除，它含有柵格付氏變化的負(fù)片。
文檔編號(hào)H04N5/74GK1060753SQ90108230
公開日1992年4月29日 申請(qǐng)日期1990年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月4日
發(fā)明者劉華光 申請(qǐng)人:劉華光