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EP0346463B1

An improved video display system

Abstract

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EP0346463B1, drawing sheet 1
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Expired 30 December 2008, 17.7 years ago.

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35 claims: 35 independent, 0 dependent

  1. 1
    A light valve display system, comprising:a light source (1700);and at least one light valve (1750),    characterized in that the system further comprises an optical system (1760, 1770) for eliminating the appearance of disjointed red, blue and green areas and of spaces between adjacent pixels in the displayed image formed by said at least one light valve (1750), and that said optical system (1760, 1770) includes a plurality of optical elements located downstream of said light valve and acting on the pixels in such a way that the disjointed red, blue and green areas disappear and the dead spaces between the adjacent pixels are eliminated. Lichtventil-Anzeigensystem, umfassend: eine Lichtquelle (1700);und zumindest ein Lichtventil (1750), dadurch gekennzeichnet, daß das System weiters ein optisches System (1760, 1770) zum Ausschalten des Auftretens von zusammenhanglosen roten, blauen und grünen Bereichen und von Räumen zwischen benachbarten Pixeln im angezeigten Bild umfaßt, das vom zumindest einen Lichtventil (1750) gebildet wird, und daß das optische System (1760,1770) eine Vielzahl von optischen Elementen umfaßt, die stromabwärts vom Lichtventil angeordnet sind und auf die Pixel in solcher Weise einwirken, daß die zusammenhanglosen roten, blauen und grünen Bereiche verschwinden und die toten Räume zwischen den benachbarten Pixeln vermieden werden. Système d'affichage à modulateur de lumière constitué de: une source de lumière (1700), et au moinsun modulateur de lumière (1750),    caractérisé en ce que le système comprend en outre un système optique (1760, 1770) pour l'élimination de l'apparition de zones rouges, bleues et vertes disjointes et d'espaces formés entre des pixels adjacents dans l'image affichée formée par ledit au moins un modulateur de lumière (1750), et en ce que ledit système optique (1760, 1770) comprend une pluralité d'éléments optiques disposés en aval dudit modulateur de lumière et agissant sur les pixels de telle manière que les zones rouges, bleues et vertes disjointes disparaissent et que les zones morts entres les pixels adjacents sont éliminées.
  2. 2
    A light valve display system according to claim 1, in which the light valve comprises a liquid crystal display (LCD) device having a plurality of pixels or lines arranged in a matrix for forming the image;a solid state pixel storage element associated with each pixel or line for storing the pixel or line control signal;and control means associated with each storage element for controlling the operation thereof, said LCD device, said storage elements and said control means forming an active matrix LCD. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das Lichtventil eine Flüssigkristallanzeigen(LCD)-Vorrichtung, bei der eine Vielzahl von Pixeln oder Linien in einer Matrix angeordnet ist, um das Bild zu bilden;ein Halbleiter-Pixelspeicherelement, das jedem Pixel oder jeder Linie zugeordnet ist, um das Pixel- oder Liniensteuerungssignal zu speichern;sowie Steuermittel umfaßt, die jedem Speicherelement zugeordnet sind, um seinen Betrieb zu steuern, wobei die LCD-Vorrichtung, die Speicherelemente und das Steuermittel eine Aktivmatrix-LCD bilden. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel le modulateur de lumière comprend un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) comportant une pluralité de pixels ou de lignes disposés en une matrice pour former l'image;un élément de stockage de pixel à solide associé à chaque pixel ou ligne pour stocker le signal de commande de ligne ou de pixel, et des moyens de commande associés à chaque élément de stockage pour commander son fonctionnement, ledit dispositif d'affichage à cristaux liquides, lesdits éléments de stockage et lesdits moyens de commande formant une matrice active à cristaux liquides.
  3. 3
    A light valve display system according to claim 1, in which said optical system comprises a lens array (801) positioned after the light valve and comprising a plurality of lenses for producing magnified images of pixels or lines of the light valve for projection onto the viewing area. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das optische System eine Linsenanordnung (801) umfaßt, die nach dem Lichtventil angeordnet ist und eine Vielzahl von Linsen umfaßt, um vergrößerte Bilder von Pixeln oder Linien des Lichtventils zur Projektion auf die Betrachtungsfläche zu erzeugen. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit système optique comprend un ensemble de lentilles (801) dont la position est déterminée par le modulateur de lumière, et comprenant une pluralité de lentilles pour la production d'images agrandies de pixels ou de lignes du modulateur de lumière dans le but d'une projection en direction de la zone de vision.
  4. 4
    A light valve display system according to claim 2, in which said optical system comprises means (502, 503) for duplicating at least a part of pixel or line images formed by the light valve means. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 2, bei dem das optische System Mittel (502,503) umfaßt, um zumindest einen Teil der Pixel- oder Linienbilder zu duplizieren, die vom Lichtventilmittel gebildet werden. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 2, dans lequel ledit système optique comprend des moyens (502, 503) permettant de dupliquer au moins une partie des images de pixel ou de ligne formées par le modulateur de lumière.
  5. 5
    A light valve display system according to claim 2, in which said optical system comprises means (801) for expanding the pixel or line images formed by the light valve. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 2, bei dem das optische System Mittel (801) zum Ausdehnen der vom Lichtventil gebildeten Pixel- oder Linienbilder umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 2, dans lequel ledit système optique comprend un moyen (801) pour dilater les images de pixel ou de ligne formées par le modulateur de lumière.
  6. 6
    A light valve display system according to claim 2, in which the control means comprises a plurality of transistors associated with the storage elements, respectively, with each transistor, when being turned on by a gate signal, conducting a voltage of a specific value corresponding to a desired brightness of a respective pixel or line. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 2, bei dem das Steuerungsmittel eine Vielzahl von Transistoren umfaßt, die jeweils den Speicherelementen zugeordnet sind, wobei jeder Transistor, wenn er von einem Gattersignal eingeschaltet wird, eine Spannung mit einem spezifischen Wert leitet, der einer gewünschten Helligkeit eines jeweiligen Pixels oder einer jeweiligen Linie entspricht. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 2, dans lequel le moyen de commande comprend une pluralité de transistors associés aux éléments de stockage, respectivement, chaque transistor, lorsqu'il est activé par un signal de grille, laissant alors passer une tension d'une valeur spécifique correspondant à une luminosité désirée d'un pixel ou d'une ligne respectivement.
  7. 7
    A light valve display system according to claim 6, wherein said transistor includes a field effect transistor. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 6, bei dem der Transistor einen Feldeffekttransistor umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 6, dans lequel ledit transistor comprend un transistor à effet de champ.
  8. 8
    A light valve display system according to claim 1, further comprising a light-blocking covering positioned between pixels. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, das weiters eine Lichtblockierungsabdeckung umfaßt, die zwischen Pixeln angeordnet ist. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, comprenant en outre un revêtement bloquant la lumière placé entre les pixels.
  9. 9
    A light valve display system according to claim 1 or 2, further comprising a heat sink adapted to dissipate heat energy from said projecting means and/or said active matrix LCD. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1 oder 2, die weiters einen Kühlkörper umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er Wärmeenergie vom Projektionsmittel und/oder von der Aktivmatrix-LCD ableitet. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un dissipateur de chaleur permettant de dissiper l'énergie thermique produite par lesdits moyens de projection et/ou ledit affichage LCD à matrice active.
  10. 10
    A light valve display system according to claim 1, wherein said display means comprises lens elements coated for heat reflection. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, worin das Anzeigenmittel Linsenelemente umfaßt, die zum Reflektieren von Wärme beschichtet sind. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit moyen d'affichage comprend des lentilles munies d'un revêtement thermofuge.
  11. 11
    A light valve display system according to claim 1 or 2, further comprising heat absorbing elements adapted to dissipate heat energy from said projecting means and/or said active matrix. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1 oder 2, das weiters wärmeabsorbierende Elemente umfaßt, die so ausgebildet sind, daß sie Wärmeenergie vom Projektionsmittel und/oder der Aktivmatrix ableiten. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1 ou 2, comprenant en outre des éléments d'absorption de la chaleur propres à dissiper de l'énergie thermique desdits moyens de projection et/ou de ladite matrice active.
  12. 12
    A light valve display system according to claim 2, further comprising a fluid means adapted to dissipate heat energy from said projecting means and/or active matrix LCD. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 2, das weiters ein Fluidmittel umfaßt, das so ausgebildet ist, daß es Wärmeenergie vom Projektionsmittel und/oder von der Aktivmatrix-LCD ableitet. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 2, comprenant en outre des moyens liquides propres à dissiper de l'énergie thermique desdits moyens de projection et/ou de l'affichage LCD à matrice active.
  13. 13
    A light valve display system according to claim 1, wherein said display means comprises reflective optics formed of a metallic substance. Lichtventil-Anzeigenmittel nach Anspruch 1, worin das Anzeigenmittel reflektierende Optiken umfaßt, die aus einer metallischen Substanz gebildet sind. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'affichage comprend des moyens optiques réfléchissants, faits d'une substance métallique.
  14. 14
    A light valve display system according to claim 1 or 2, further comprising a device for sensing heat in proximity of said light valve, wherein said device monitors temperature and biases the active matrix LCD to counter temperature fluctuation effects. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1 oder 2, das weiters eine Vorrichtung zum Erfühlen von Wärme in der Nähe des Lichtventils umfaßt, wobei die Vorrichtung die Temperatur überwacht und die Aktivmatrix-LCD elektrisch vorspannt, um Temperaturschwankungswirkungen entgegenzuwirken. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1 ou 2, comprenant en outre un dispositif pour détecter la chaleur aux abords dudit modulateur de lumière, dans lequel ledit dispositif surveille la température et polarise l'affichage LCD à matrice active pour contrecarrer les effets des fluctuations de température.
  15. 15
    A light valve display system according to claim 1, in which said optical system comprises dichroic optics (901-905, 910, 911), wherein said dichroic optics overlap differently coloured LCD projected images permitting said images to be focused onto a screen with a single projection lens system. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das optische System dichroitische Optiken (901-905, 910, 911) umfaßt, worin die dichroitischen Optiken unterschiedlich gefärbte LCD-projizierte Bilder überlappen, wodurch es ermöglicht wird, daß die Bilder mit einem einzelnen Projektionslinsensystem auf einen Schirm fokussiert werden. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit système optique comprend des moyens optiques dichroïques (901-905, 910, 911), lesdits moyens optiques dichroïques assurant le chevauchement d'images projetées par LCD de couleurs différentes, permettant auxdites images d'être concentrées en direction d'un écran via un système unique de lentilles de projection.
  16. 16
    A light valve display system according to claim 1, in which said optical system comprises a mirror system (502, 503) to duplicate the image of the pixels into the dead spaces between pixels. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das optische System ein Spiegelsystem (502, 503) umfaßt, um das Bild der Pixel in die toten Räume zwischen Pixeln zu duplizieren. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit système optique comprend un jeu de miroirs (502, 503) permettant la duplication de l'image constituée par les pixels en direction des espaces morts séparant les pixels.
  17. 17
    A light valve display system according to claim 1, comprising a lens array (801) to fill the dead spaces between pixels. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, das eine Linsenanordnung (801) zum Füllen der toten Räume zwischen Pixeln umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, comprenant un ensemble de lentilles (801) permettant de remplir les espaces morts séparant les pixels.
  18. 18
    A light valve display system according to claim 17, wherein said lens array is lenticular. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 17, worin die Linsenanordnung linsenförmig ist. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 17, dans lequel ledit ensemble de lentilles est lenticulaire.
  19. 19
    A light valve display system according to claim 1, wherein said light valve is a full-colour LCD, comprising pixels of a plurality of colours. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, worin das Lichtventil eine Vollfarben-LCD ist, die Pixel mit einer Vielzahl von Farben umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit modulateur de lumière est un dispositif LCD multicolore comprenant des pixels d'une pluralité de couleurs.
  20. 20
    A light valve display system according to claim 19, wherein light emanating from one of the coloured pixels overlaps light emanating from another coloured pixel. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 19, worin aus einem der farbigen Pixel ausgestrahltes Licht Licht überlappt, das von einem anderen farbigen Pixel ausgestrahlt wird. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 19, dans lequel la lumière provenant de l'un des pixels de couleur chevauche la lumière provenant d'un autre des pixels de couleur.
  21. 21
    A light valve display system according to claim 1, in which the light valve comprises a liquid crystal container, wherein said container is stepped to produce different cavity lengths of a liquid crystal corresponding to different wavelengths of light to be produced through different areas of the liquid crystal display. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das Lichtventil einen Flüssigkristallbehälter umfaßt, worin der Behälter abgestuft ist, um unterschiedliche Hohlraumlängen eines Flüssigkristalls zu erzeugen, die unterschiedlichen Licht-Wellenlängen entsprechen, die durch unterschiedliche Bereiche der Flüssigkristallanzeige zu erzeugen sind. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel le modulateur de lumière comprend un réservoir pour cristaux liquides, lequel présente des paliers afin de produire des longueurs de cavité différentes pour les cristaux liquides en fonction des différentes longueurs d'onde de la lumière à produire à travers différentes zones de l'affichage à cristaux liquides.
  22. 22
    A light valve display system according to claim 1, in which said projecting means comprises means for projecting the image formed by said light valve means into a ceiling. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das Projektionsmittel Mittel umfaßt, um das vom Lichtventilmittel gebildete Bild an eine Decke zu projizieren. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit moyen de projection comprend un moyen pour projeter l'image formée par ledit modulateur de lumière sur un plafond.
  23. 23
    A light valve display system according to claim 1, in which the viewing area comprises a venetian-blind type of screen (1404), comprising a plurality of rotatable slats (1405). Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem die Betrachtungsfläche einen jalousieartigen Schirm (1404) umfaßt, der eine Vielzahl drehbarer Streifen (1405) umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel la zone de vision comprend un écran de type store vénitien (1404), comprenant une pluralité de lames rotatives (1405).
  24. 24
    A light valve display system according to claim 1, in which the projecting means comprises a projection lens system, wherein said lens system trapezoidally predistorts the image to compensate for keystone distortion resulting from projection of the image onto a surface such that the surface is not normal to a line joining the surface and the projection lens. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das Projektionsmittel ein Projektionslinsensystem umfaßt, worin das Linsensystem das Bild trapezförmig vorverzerrt, um Trapezverzerrung auszugleichen, die aus der Projektion des Bildes auf eine Oberfläche resultiert, bei der die Oberfläche nicht normal zu einer Linie verläuft, die die Oberfläche und die Projektionslinse verbindet. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel le moyen de projection comprend un système de lentilles de projection, ledit système de lentilles provoquant une distorsion préalable de l'image de manière trapézoïdale, afin de compenser la distorsion en trapèze résultant de la projection de l'image sur une surface, de telle sorte que la surface ne soit pas normale par rapport à une ligne reliant la surface et la lentille de projection.
  25. 25
    A light valve display system according to claim 1, in which said system projects onto a surface which is not normal to a line joining the surface and the projecting means, wherein the light valve means and projecting means are tilted so that their planes intersect at a line which also intersects the plane of the surface being projected upon. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das System auf eine Oberfläche projiziert, die nicht normal zu einer Linie verläuft, die die Oberfläche und das Projektionsmittel verbindet, worin das Lichtventilmittel und das Projektionsmittel so geneigt sind, daß sich ihre Ebenen an einer Linie schneiden, die auch die Ebene der Oberfläche schneidet, auf die projiziert wird. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit système projette en direction d'une surface qui n'est pas normale par rapport à une ligne reliant la surface et le moyen de projection, dans lequel le dispositif de modulation de lumière et le moyen de projection sont inclinés de telle sorte que leurs plans se coupent en une ligne, qui coupe également le plan de la surface sur laquelle une image est projetée.
  26. 26
    A light valve display system according to claim 1, in which the system comprises a plurality of LCD projectors, wherein the projectors project polarized stereoscopically-related images onto a non-depolarizing screen to be viewed in 3-D. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das System eine Vielzahl von LCD-Projektoren umfaßt, worin die Projektoren polarisierte stereoskopisch in Beziehung stehende Bilder auf einen nicht-entpolarisierenden Schirm projiziert, damit sie in 3-D zu sehen sind. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel le système comprend une pluralité de projecteurs LCD, les projecteurs projetant des images polarisées, de manière stéréoscopique sur un écran non dépolarisant, afin d'avoir une image en trois dimensions.
  27. 27
    A light valve display system according to claim 26, in which a plurality of said projectors' images are optically integrated before being further projected by a single projection lens system onto a screen. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 26, bei dem eine Vielzahl der Projektoren-Bilder optisch integriert wird, bevor sie von einem einzigen Projektionslinsensystem auf einen Schirm weiterprojiziert werden. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 26, dans lequel une pluralité d'images desdits projecteurs sont intégrées de manière optique avant d'être projetées une deuxième fois par le biais d'un système de lentilles de projection unique sur un écran.
  28. 28
    A light valve display system according to claim 1, in which said projection means comprises a plurality of projectors, wherein said projectors project images emanating therefrom onto a screen comprising two lenticular lenses positioned back to back, restricting angle of view of each image. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem das Projektionsmittel eine Vielzahl von Projektoren umfaßt, worin die Projektoren davon ausgestrahlte Bilder auf einen Schirm projizieren, der zwei Rücken an Rücken angeordnete linsenförmige Linsen umfaßt, wodurch der Betrachtungswinkel eines jeden Bildes eingeschränkt wird. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel ledit moyen de projection comprend une pluralité de projecteurs, lesquels projettent des images provenant de ce dernier sur un écran comprenant deux lentilles lenticulaires, positionnées dos à dos limitant ainsi l'angle de vision de chaque image.
  29. 29
    A light valve display system according to claim 1, comprising a sound suppression system (1600-1660) for eliminating cooling system noise. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, das ein Schallunterdrückungssystem (1600-1660) zum Ausschalten von Kühlsystem-Rauschen umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, comprenant un système de suppression du son (1600-1660) permettant d'éliminer les bruits causés par le système de refroidissement.
  30. 30
    A light valve display system according to claim 29, in which said sound suppression system comprises a sound absorbing material. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 29, bei dem das Schallunterdrückungssystem ein schallabsorbierendes Material umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 29, dans lequel ledit système de suppression du son est muni d'un isolant phonique.
  31. 31
    A light valve display system according to claim 29, in which said sound suppression system comprises barriers (1630) to deflect sound. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 29, bei dem das Schallunterdrückungssystem Barrieren (1630) zum Ablenken von Schall umfaßt. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 29, dans lequel ledit système de suppression du son possède des barrières (1630) pour dévier les sons.
  32. 32
    A light valve display system according to claim 29, in which said sound suppression system comprises:a microphone (1650);a speaker (1660);anda circuit to alter phase of sound signal detected by the microphone before sending it to the speaker. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 29, bei dem das Schallunterdrückungssystem umfaßt: ein Mikrophon (1650);einen Lautsprecher (1660);undeine Schaltung, um die Phase von vom Mikrophon detektierten Schallsignal zu ändern, bevor es an den Lautsprecher gesendet wird. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 29, dans lequel ledit système de suppression du son comprend: un micro (1650);un haut-parleur (1660), etun circuit permettant de modifier la phase du signal phonique détecté par le micro avant de le transmettre au haut-parleur.
  33. 33
    A light valve display system according to claim 1, in which the viewing area has a surface which is textured. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem die Betrachtungsfläche eine Oberfläche aufweist, die texturiert ist. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel la zone de vision présente une surface qui est structurée.
  34. 34
    A light valve display system according to claim 1, in which the viewing area is darkly coloured. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem die Betrachtungsfläche dunkel gefärbt ist. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel la zone de vision est de coloration sombre.
  35. 35
    A light valve display system according to claim 1, in which electronic signals relating to formation of the image are digitized. Lichtventil-Anzeigensystem nach Anspruch 1, bei dem elektronische Signale, die sich auf die Bildung des Bildes beziehen, digitalisiert sind. Système d'affichage à modulateur de lumière suivant la revendication 1, dans lequel les signaux électroniques liés à la formation de l'image sont numérisés.
Independent claims35