DE60016088T2 - Projektionssystem mit gekrümmter Flüssigkristall-Anzeigetafel zur Korrektur des spherischen Abbildungsfehlers - Google Patents

Projektionssystem mit gekrümmter Flüssigkristall-Anzeigetafel zur Korrektur des spherischen Abbildungsfehlers Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Sachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Projektionssystem, und, insbesondere, auf ein LCD-Projektionssystem, in dem ein Bild, gebildet auf einem Bildschirm, mit einer gekrümmten Verzerrung und/oder einer Feldkrümmung aufgrund einer Verzerrungsaberration und einer Krümmungsaberration, erzeugt in einem optischen System einer Projektionsobjektiveinheit, korrigiert wird.
  • 2. Beschreibung des in Bezug stehenden Stands der Technik
  • Ein LCD-Projektionssystem, das ein Typ eines Bildprojektionssystems zum Anzeigen eines Bilds ist, erzeugt ein Bild unter Verwendung einer LCD als eine Bilderzeugungseinrichtung und vergrößert und projiziert das erzeugte Bild auf einem Bildschirm über eine Projektionsobjektiveinheit. Das LCD-Projektionssystem macht es einfach, die Größe eines Bildschirms einzustellen, und zeigt eine ausgezeichnete Farbreproduzierbarkeit so, dass es weit verbreitet als eine große (über 40 Inch) Multimedia-Anzeigevorrichtung für HDTVs oder Video-Konferenzen verwendet wird.
  • LCDs werden in einen Dispersions-Typ, wie beispielsweise ein polymerdispergiertes Flüssigkristall (polymer dispersed liquid crystal – PDLC), und einen Polarisations-Typ, wie beispielsweise eine Twisted Nematic (TN), entsprechend einem Flüssigkristall-Modus, und in einen Transmissions-Typ und einen Reflexions-Typ entsprechend einem Transmissions-Modus oder einem Reflexions-Modus eines Lichtstrahls, der ein Bild bildet, unterteilt. Auch wird ein LCD-Projektions-System in einen Ein-Platten- bzw. Tafel-Typ und einen Drei-Platten-Typ gemäß der Anzahl der LCD-Platten unterteilt.
  • Wie 1 zeigt, umfasst ein herkömmliches LCD-Projektionssystem vom Ein-Platten-Reflexions-Typ eine Lichtquelle 110 zum Erzeugen und Emittieren von Licht, einen Glasstab 130 zum Mischen von einfallendem Licht, emittiert von der Lichtquelle 110, um Licht zu emittieren, das ein gleichförmiges Intensitätsprofil besitzt, eine Fokussierungslinse 131, eine Kollimationslinse 132, einen Polarisationsstrahlteiler 140 zum Ändern des optischen Wegs des einfallenden Lichts durch Transmittieren oder Reflektie ren des einfallenden Lichts entsprechend seiner Polarisationskomponenten, eine LCD-Vorrichtung 150 zum Erzeugen eines Bilds durch selektives Reflektieren von einfallendem Licht, und eine Projektionsobjektiveinheit 160, um einfallendes Licht auf einem Bildschirm S zu vergrößern und zu projizieren.
  • Die Lichtquelle 110 besteht aus einer Lampe 111 zum Erzeugen von Licht und einem Reflexionsspiegel 112, wie beispielsweise einem parabolischem Spiegel oder einem elliptischen Spiegel, um das Licht, emittiert von der Lampe 111, zu reflektieren und das reflektierte Licht entlang einem vorbestimmten, fortschreitenden Pfad zu führen.
  • Das Bezugszeichen 120 bezeichnet ein Farbrad, das drehbar auf dem fortschreitenden Pfad des Lichtes, emittiert von der Lichtquelle 110, installiert ist. Das Farbrad 120 besitzt rote (R), grüne (G) und blaue (B) Farbfilter, die gleichmäßig auf der Oberfläche davon so angeordnet sind, dass Licht einer bestimmten Farbe des Lichts, emittiert von der Lichtquelle 110, selektiv transmittiert wird.
  • Der Glasstab 130 mischt einfallendes Licht durch unregelmäßiges Reflektieren des Lichts, um Licht zu emittieren, das ein gleichförmiges Intensitätsprofil besitzt. Die Fokussierungslinse 131 fokussiert das Licht, das durch den Glasstab 130 hindurchführt, und divergiert es, um die Transmissionsbreite des Lichts zu vergrößern. Die Kollimationslinse 132 kollimiert das divergierende, einfallende Licht, um einen parallelen Strahl zu erzeugen.
  • Der Polarisationsstrahlteiler 140 ist auf dem optischen Pfad zwischen der Kollimationslinse 132 und der LCD-Vorrichtung 150 angeordnet. Der Polarisationsstrahlteiler 140 verändert den fortschreitenden Pfad des einfallenden Lichts durch Transmittieren oder Reflektieren des einfallenden Lichts durch eine Spiegelfläche 141 entsprechend seiner Polarisationskomponenten (P-Polarisation oder S-Polarisation). Das Licht, das durch den Polarisationsstrahlteiler 140 hindurchführt, fällt auf die LCD-Vorrichtung 150 ein und wird durch die LCD-Vorrichtung 150 reflektiert, wobei die Polarisationsrichtung um 90° gedreht wird. Das Licht, reflektiert durch die LCD-Vorrichtung 150, fällt auf den Polarisationsstrahlteiler 140 erneut auf und wird vollständig durch die Spiegelfläche 141 reflektiert. Das gesamte, reflektierte Licht, das durch die Projektionsobjektiveinheit 160 hindurchführt, wird vergrößert und auf den Bildschirm S projiziert.
  • 2 stellt eine optische Struktur eines herkömmlichen LCD-Projektionssystems eines Ein-Platten-Transmissions-Typs dar. Wie die Zeichnung zeigt, ist eine LCD- Vorrichtung 250 vom Transmissions-Typ auf dem fortschreitenden Lichtpfad angeordnet. Die LCD-Vorrichtung 250 erzeugt ein Bild durch selektives Ansteuern individueller Pixel, um eine Transmission des Lichts, emittiert von einer Lichtquelle 210, zu bestimmen. Die Bezugszeichen L1, L2 und L3 bezeichnen optische Linsen zum Bilden eines parallelen Lichtstrahls. Das Bezugszeichen M bezeichnet einen Reflexionsspiegel, um den fortschreitenden Lichtpfad so zu verändern, dass das Licht zu einer Projektionsobjektiveinheit 260 und einem Bildschirm S hin führt.
  • In den vorstehenden LCD-Projektionssystemen wird eine optische Aberration gewöhnlich dann erzeugt, wenn ein Bild auf dem Bildschirm S über die Projektionsobjektiveinheit (160 oder 260) gebildet wird. Das bedeutet, dass eine optische Aberration, wie beispielsweise eine gekrümmte Verzerrung oder eine Feldkrümmung, erzeugt wird.
  • Wie ausreichend bekannt ist, wird die Verzerrung durch eine Linsenaberration erzeugt, die sich auf den Fokusabstand an Punkten nahe der optischen Achse und weit weg von der optischen Achse, die unterschiedlich sind, bezieht. Das bedeutet, dass in Bezug auf einen idealen Zustand, bei dem keine Verzerrung erzeugt wird, wie beispielsweise einer Bildoberfläche 31, wie dies in 3A dargestellt ist, ein positives (+) Verzerrungsbild 32 (Stift-Kissen-Verzerrung), das konkave Seiten besitzt, wie dies in 3B dargestellt ist, oder ein negatives (–) Verzerrungsbild 33 (Tonnenverzerrung), das konvexe Seiten besitzt, wie dies in 3C dargestellt ist, erzeugt werden.
  • Das positive (+) Verzerrungsbild 32, wie es in 3D dargestellt ist, bedeutet, dass ein quadratisches Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 150 (250) vom flachen Typ, zu positiv (+) aufgrund einer Aberration einer Linse 160a (260a) verzerrt wird und auf dem Bildschirm S so gebildet wird, dass es in einer Stift-Kissen-Form verzerrt ist. Das negative (–) Verzerrungsbild 33 bedeutet, wie in 3E dargestellt ist, dass ein quadratisches Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 150 (250) vom flachen Typ, zu negativ (–) aufgrund einer Aberration einer Linse 160b (260b) verzerrt ist und auf dem Bildschirm S so gebildet ist, dass es zu einer Tonnen-Form verzerrt ist.
  • Die vorstehend erwähnte Krümmungs-Verzerrung wird durch eine Linsenaberration verursacht, die ein Bild so bildet, um es auf einer gekrümmten (konkaven oder konvexen) Oberfläche in Bezug auf einen flachen Bildschirm S zu bilden, wie dies in 4 dargestellt ist. Aufgrund der Krümmungs-Verzerrung wird ein flaches Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 150 (250) vom flachen Typ, als ein Bild 34 in einem Zustand einer Feld-Krümmung gebildet.
  • 4 stellt einen Fall dar, bei dem die Oberfläche des Bilds, gebildet auf dem Bildschirm S, aufgrund einer Linsenaberration konkav ist. Obwohl es nicht in der Zeichnung dargestellt ist, kann die Oberfläche des Bilds auf dem Bildschirm S so gebildet sein, um konvex zu sein, und zwar aufgrund einer Linsenaberration. Die Krümmung, die nachfolgend erwähnt ist, umfasst sowohl den konkaven als auch den konvexen Zustand.
  • In dem herkömmlichen LCD-Projektionssystem werden die Verzerrung und die Krümmung in Kombination in einem tatsächlichen, optischen System mit einer Projektionsobjektiveinheit erzeugt, um ein Bild zu erhellen, das eine ebene Form besitzt, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 150 (250) vorn flachen Typ, um ein Bild zu sein, das die Seiten gekrümmt besitzt und gleichzeitig die Oberfläche gekrümmt (konkav oder konvex) besitzt. Schließlich wird das Bild ein komplex verzerrtes Bild.
  • Auch erzeugt die Projektionsobektiveinheit 160 (260) einen Chromatismus entsprechend der Wellenlänge des einfallenden Lichts. Aufgrund des Chromatismus wird ein roter Strahl, dessen Wellenlänge relativ länger als andere Strahlen ist, die parallel auf eine optische Linse (konvexe Linse) der Projektionsobjektiveinheit 160 (260) einfallen, an einem Punkt über den Fokusabstand der optischen Linse (konvexen Linse) hinaus fokussiert. Ein blauer Strahl, dessen Wellenlänge relativ kürzer als andere Strahlen ist, die parallel auf eine optische Linse (konvexe Linse) der Projektionsobjektiveinheit 160 (260) einfallen, wird an einem Punkt fokussiert, der näher als der Fokusabstand der optischen Linse (konvexe Linse) liegt. Demzufolge werden die roten, grünen und blauen Farbbilder, gebildet durch die LCD-Vorrichtung, nicht so gebildet, dass sie von derselben Größe auf dem Bildschirm sind. In diesem Fall werden Differenzen in der Vergrößerungsleistung von roten, grünen und blauen Farbbildern so erzeugt, dass sich eine Fehlanpassung unter den roten, grünen und blauen Farbbildern stufenweise von der Mitte zu dem Umfang bzw. Rand des Bildschirms erhöht, was die Qualität des Bilds herabsetzt.
  • Demzufolge benötigt, in dem LCD-Projektionssystem, die Projektionsobjektiveinheit 160 (260) eine optische Konfiguration, die so ausgelegt ist, um eine optimale Korrektur vorzunehmen, die sowohl einen Chromatismus als auch eine Aberration der optischen Linse berücksichtigt, wie beispielsweise Verzerrungsaberration und Krümmungs aberration. Allerdings ist es nicht schwierig, perfekt einen Chromatismus und eine Verzerrungsaberration und eine Krümmungsaberration aufgrund der Eigenschaften einer optischen Linse zu korrigieren.
  • Praktisch werden verschiedene Typen von optischen Linsen zu der Projektionsobjektiveinheit hinzugefügt oder davon weggenommen, um den Chromatismus und die Verzerrungsaberration und die Krümmungsaberration zu korrigieren, so dass die Projektionsobektiveinheit so ausgelegt wird und in dem Zustand hergestellt wird, in dem der Chromatismus und die Verzerrungsaberration und die Krümmungsaberration geeignet korrigiert werden. Allerdings besitzt das vorstehende Korrekturverfahren Grenzen entsprechend den Spezifikationen der Projektionsobektiveinheit einer komplexen, optischen Konfiguration und einer Aberration der anderen, optischen Linsen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die vorstehenden Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein LCD-Projektionssystem zu schaffen, das ein Bild, gebildet so, dass es verzerrt ist, und/oder auf einem Bildschirm gekrümmt ist, und zwar aufgrund einer Verzerrungsaberration und/oder einer Krümmungsaberration der optischen Linsen der Projektionsobektiveinheit, korrigieren kann.
  • Dementsprechend wird, um die vorstehende Aufgabe zu lösen, ein LCD-Projektionssystem geschaffen, das eine Lichtquelle zum Erzeugen und Emittieren von Licht, eine LCD-Vorrichtung zum Erzeugen von Bildlicht unter Verwendung von auftreffendem Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, und eine Projektionsobjektiveinheit zum Vergrößern und Projizieren des von der LCD-Vorrichtung emittierten Bildlichtes auf einen Bildschirm enthält, wobei die LCD-Vorrichtung eine verzerrte und/oder gekrümmte Form hat, die einem Bild entspricht, das auf dem Bildschirm erzeugt wird, bevor Korrektur von Verzerrung und/oder Krümmung des auf dem Bildschirm erzeugten Bildes durchgeführt wird, die aufgrund von Verzerrungsaberration und/oder Krümmungsaberration der Projektionsobjektiveinheit erzeugt werden, so dass Verzerrung und/oder Krümmung korrigiert werden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehende Aufgabe und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Beschreiben im Detail einer bevorzugten Ausführungsform davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, in denen:
  • 1 zeigt eine Ansicht, die schematisch den optischen Aufbau eines herkömmlichen LCD-Projektionssystems vom Projektions-Typ darstellt;
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die schematisch den optischen Aufbau eines herkömmlichen LCD-Projektionssystems vom Transmissions-Typ darstellt;
  • 3A bis 3E zeigen Ansichten zum Erläutern der gebildeten Bilder aufgrund einer Verzerrungsaberration der Projektionsobektiveinheit des herkömmlichen LCD-Projektionssystems;
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht zum Erläutern des Bilderzeugungszustands aufgrund einer Krümmungsaberration der Projektionsobektiveinheit des herkömmlichen LCD-Projektionssystems;
  • 5 zeigt eine Ansicht, die schematisch den optischen Aufbau eines LCD-Projektionssystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6A bis 6D zeigen Ansichten, die ein LCD-Projektionssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, um eine Verzerrungsaberration und eine positive (+) Krümmungsaberration des herkömmlichen LCD-Projektionssystems, dargestellt in den 3B und 3D, zu korrigieren;
  • 7A bis 7D zeigen Ansichten, die ein LCD-Projektionssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, um eine Verzerrungsaberration und eine negative (–) Krümmungsaberration des herkömmlichen LCD-Projektionssystems, dargestellt in den 3C und 3E, zu korrigieren;
  • 8A und 8B zeigen Ansichten, die die Typen von Ausführungsformen einer LCD-Vorrichtung darstellen, die die Form und die Struktur besitzt, die für eine negative (–) Verzerrung und eine Krümmungsform in Verbindung mit einem LCD-Projektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden;
  • 9A und 9B zeigen Schnittansichten, vorgenommen entlang einer Linie A–A' der 8A und einer Linie B–B' der 8B, jeweils;
  • 10A und 10B zeigen Ansichten, die die Typen von Ausführungsformen einer LCD-Vorrichtung darstellen, die die Form und die Struktur besitzt, die bei positiver (+) Verzerrungs- und Krümmungsform in Kombination mit einem LCD-Projektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden; und
  • 11A und 11B zeigen Schnittansichten, vorgenommen entlang einer Linie C-C' der 10A und einer Linie D–D' der 10B, jeweils.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wie die 5 zeigt, umfasst ein LCD-Projektionssystem vom Reflexions-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle 410 zum Erzeugen und Emittieren von Licht, einen Glasstab 430 zum Mischen von einfallendem Licht, emittiert von der Lichtquelle 410, um einen Lichtstrahl zu emittieren, der ein gleichförmiges Intensitätsprofil besitzt, eine Fokussierungslinse 431 und eine Kollimationslinse 432, einen Polarisationsstrahlteiler 440 zum Ändern des optischen Wegs des einfallenden Lichts durch Transmittieren oder Reflektieren des einfallenden Lichts entsprechend der Polarisation des Lichts, eine LCD-Vorrichtung 450 zum Erzeugen eines Bilds durch selektives Reflektieren von einfallendem Licht, und eine Projektionsobektiveinheit 460 zum Vergrößern von einfallendem Licht und zum Projizieren des vergrößerten Lichts auf einen Bildschirm S. Die Bezugszeichen 411, 412 und 420 bezeichnen eine Lampe, einen Reflexionsspiegel und ein Farbrad, jeweils.
  • In dem vorstehenden, optischen Aufbau ist die LCD-Vorrichtung 450 ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt die LCD-Vorrichtung 450 eine Form, deformiert entgegengesetzt zu einem verzerrten Bild, gebildet auf dem Bildschirm S, vor einer Korrektur, so dass das verzerrte Bild, gebildet auf dem Bildschirm S, aufgrund einer gekrümmten Verzerrung der Projektionsobektiveinheit 460, korrigiert werden kann. Das bedeutet, dass die LCD-Vorrichtung 450 eine Form besitzt, die eine Stift-Kissen-Form sein kann, wie dies in 3B dargestellt ist, oder eine Tonnen-Form sein kann, wie dies in 3E dargestellt ist, entsprechend der Form der gekrümmten Verzerrung des Bilds, gebildet auf dem Bildschirm S.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die LCD-Vorrichtung 450 eine Form, deformiert entgegengesetzt zu einem Bild 34, das aufgrund einer gekrümmten Aberration verzerrt ist und auf dem Bildschirm S vor einer Korrektur gebildet ist, besitzt, wie dies in 4 dargestellt ist, so dass das Bild mit einer Feldkrümmung, gebildet auf dem Bildschirm S, erzeugt durch die Projektionsobektiveinheit 460, korrigiert werden kann.
  • Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die LCD-Vorrichtung 450 eine verzerrte und gekrümmte Form entgegengesetzt zu einem Bild, gebildet auf dem Bild schirm S, in einem Zustand besitzt, der durch die Verzerrung und Feldkrümmung beeinflusst ist, um das Bild, gebildet auf dem Bildschirm, der ein verzerrtes Bild einer Stift-Kissen-Form oder einer Tonnen-Form besitzt, aufgrund einer Verzerrungsaberration und einer Krümmungsaberration der Projektionsobektiveinheit 460, und gleichzeitig das Bild mit der gekrümmten Verzerrung, deformiert dadurch, dass es durch eine Feldkrümmung (konkav oder konvex) deformiert ist, zu korrigieren.
  • In Bezug auf die Form und die Betriebsweise der LCD-Vorrichtung 450 der vorliegenden Erfindung stellt 6A eine bevorzugte Ausführungsform zum Korrigieren einer komplexen Verzerrung und einer Krümmung eines Bilds, gebildet so, dass es ein Verzerrungsbild 32 vom Stift-Kissen-Typ ist, aufgrund einer Verzerrungsaberration, und gleichzeitig gebildet so, dass sie aufgrund einer Krümmungsaberration gekrümmt ist, dar.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist die LCD-Vorrichtung 451 so verzerrt, dass sie negativ (–) in Bezug auf die gewöhnliche LCD-Vorrichtung 150 vom flachen Platten-Typ ist, und gleichzeitig eine konvexe Form in einer Richtung der optischen Achse besitzt. Dementsprechend ist das Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 451, ein Bild, das umgekehrt verzerrt und gekrümmt ist. Dementsprechend wird, wenn ein Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 451, durch die Projektionsobektiveinheit 460a hindurchführt, eine Verzerrungsaberration in einer negativen (–) Richtung und gleichzeitig in einer Richtung entsprechend zu der Richtung, in der das Bild gekrümmt ist, korrigiert. Demzufolge wird ein nahezu nicht verzerrtes Bild 31 auf dem Bildschirm S gebildet.
  • Die vorstehende Betriebsweise ist durch Ändern der Form der LCD-Projektionsvorrichtung 451 möglich, um den Fokusabstand und die Brechkraft einer Linse in der negativen (–) Richtung an einem Punkt außerhalb der optischen Achse des verzerrten Bilds 32 zu korrigieren, gebildet so, dass es positiv (+) auf dem Bildschirm S durch die LCD-Vorrichtung 150 vom flachen Platten-Typ vor der Korrektur der Linsenaberration wird.
  • 6B zeigt eine vorderseitige Ansicht und 6C zeigt eine Seitenansicht der LCD-Vorrichtung 451, die eine komplex negative (–) verzerrte und gekrümmte Form besitzt. 6D zeigt eine Seitenansicht einer modifizierten, bevorzugten Ausführungsform einer LCD-Vorrichtung 451', die eine Form besitzt, in der nur die lichtemittierende Oberfläche davon verzerrt und gekrümmt ist.
  • 7A stellt eine bevorzugte Ausführungsform einer LCD-Vorrichtung dar, um eine komplexe Verzerrung und Krümmung eines Bilds, gebildet so, dass es ein verzerrtes Bild 33 eines Tonnen-Typs ist, und zwar aufgrund der Verzerrungsaberration, beschrieben unter Bezugnahme auf die 3C und 3E, und gleichzeitig gebildet so, um aufgrund der Krümmungsaberration verzerrt zu werden, beschrieben unter Bezugnahme auf 4, zu korrigieren. Gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn ein Bild, erzeugt durch die LCD-Vorrichtung 452, durch die Projektionsobektiveinheit 450b hindurchführt, eine Verzerrungsaberration in der positiven (+) Richtung und gleichzeitig in einer Richtung entsprechend zu der Richtung, in der das Bild gekrümmt ist, korrigiert, so dass ein nahezu nicht verzerrtes Bild 31 auf dem Bildschirm S geb7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente durch die Enden des Querteils gebildet sind.ildet wird.
  • Der vorstehende Vorgang ist durch Ändern der Form der LCD-Projektionsvorrichtung 452 möglich, um den Fokusabstand und die Brechkraft einer Linse in der (+) Richtung an einem Punkt, versetzt von der optischen Achse des verzerrten Bilds 33, zu korrigieren, gebildet so, um in einer negativen (–) Richtung auf dem Bildschirm S durch die LCD-Vorrichtung 150 vom flachen Platten-Typ vor einer Korrektur der Linsenaberration verzerrt zu werden.
  • 7B zeigt eine Vorderansicht und 7C zeigt eine Seitenansicht der LCD-Vorrichtung 452, die eine komplex positive (+) verzerrte und gekrümmte (konkave) Form besitzt. 7D zeigt eine Seitenansicht einer modifizierten, bevorzugten Ausführungsform einer LCD-Vorrichtung 452', die eine Form besitzt, in der eine lichtemittierende Oberfläche davon verzerrt und gekrümmt ist (konkav).
  • Auch können, in dem existierenden LCD-Projektionssystem, wenn ein Bild, gebildet auf dem Bildschirm S, nur in der positiven (+) Richtung so verzerrt ist, um ein Bild 32 vom Stift-Kissen-Typ zu sein, oder in der negativen (–) Richtung, um ein Bild 33 vom Tonnen-Typ zu sein, die verzerrten Bilder durch Ändern der Form der LCD-Vorrichtung, um der verzerrten Form zu entsprechen, ohne die Krümmung der LCD-Vorrichtung zu ändern, korrigiert werden.
  • Wenn die LCD-Vorrichtungen 451 und 452 so gebildet sind, um in der negativen (–) Richtung oder der positiven (+) Richtung verzerrt und/oder gekrümmt zu werden, wie dies in den 6A bis 6D und in den 7A bis 7D dargestellt ist, können die LCD-Vorrichtungen 451 und 452, angewandt bei einem LCD-Projektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, in verschiedenen Typen ausgebildet werden, wie dies nachfolgend beschrieben ist, und zwar entsprechend der Größe eines effektiven Bildschirms, der optischen Konfiguration der Projektionsobektiveinheit und der Vergrößerungsleistung eines Bilds.
  • Zum Beispiel werden, wie in den 6A bis 6D dargestellt ist, in dem Fall der LCD-Vorrichtung 451, verzerrt und/oder gekrümmt so, um ein Tonnen-Typ in der negativen (–) Richtung zu sein, die LCD-Vorrichtungen 451A und 451B, die so verzerrt und gekrümmt sind, wie dies in 8A und 8B dargestellt ist, ausgewählt werden.
  • Das bedeutet, dass in dem Fall der LCD-Vorrichtung 451A, dargestellt in 8A, ein vorderes Substrat 451a und ein hinteres Substrat 451e negativ (–) so verzerrt und gekrümmt sind, um ein Tonnen-Typ zu sein, und gleichzeitig sind Abtastelektroden 451b und Signalelektroden 452f, gebildet auf dem vorderen Substrat 451a und dem hinteren Substrat 451e so, dass sie senkrecht, jeweils, zueinander liegen, so gebildet, um negativ (–) von der Mitte davon zu der Außenseite hin verzerrt und gekrümmt zu sein.
  • In dem Fall der LCD-Vorrichtung 451B, dargestellt in 8B, ist das vordere Substrat 451a, das eine lichtemittierende Oberfläche bildet, so gebildet, um negativ (–) so verzerrt und/oder gekrümmt zu sein, um ein Tonnen-Typ zu sein, und gleichzeitig ist die Abtastelektrode 451b, gebildet auf der Rückseite des vorderen Substrats 451a so gebildet, um stufenweise negativ (–) von der Mitte davon zu der Außenseite hin verzerrt und/oder gekrümmt zu sein.
  • In diesem Fall ist das hintere Substrat 451c so gebildet, dass es ein typischer flacher Platten-Typ ist. Eine Signalelektrode 451d, gebildet auf dem hinteren Substrat 451c, kann in einem typischen Streifenmuster gebildet sein und kann ein verzerrtes und gekrümmtes Muster entsprechend zu den Abtastelektroden 451b haben.
  • Entsprechend dem vorstehenden Elektrodenmuster sind Pixel der LCD-Vorrichtungen 451A und 451B in einem gekrümmten Muster angeordnet, und auch ist die Größe jedes Pixels so verzerrt und gekrümmt, um proportional von der Mitte eines effektiven Bildschirms zu der Außenseite hin verringert zu werden, wie dies in den 6A und 6B dargestellt ist.
  • Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, besitzt das hintere Substrat entsprechend zu der LCD-Vorrichtung 451B, dargestellt in 8B, eine Tonnen-Form, negativ (–) verzerrt und/oder gekrümmt, und eine LCD-Vorrichtung vom flachen Platten-Typ kann als das vordere Substrat angewandt werden.
  • Eine LCD-Vorrichtung jeder der vorstehend erwähnten, verschiedenen Typen kann wahlweise entsprechend der Größe eines effektiven Bildschirms, dem optischen Aufbau und der Vergrößerungsleistung der Projektionsobektiveinheit, und dem Typ oder der Spezifikation des LCD-Projektionssystems, angepasst werden.
  • In dem Fall einer verzerrten und/oder gekrümmten Form, wie beispielsweise die LCD-Vorrichtungen 451A und 451B, ist, um die Form in einem stabilen Zustand beizubehalten, eine Mehrzahl von Abstandsteilen 11, eingesetzt in ein Flüssigkristall 10, eingefüllt zwischen dem vorderen Substrat 451a und dem hinteren Substrat 451c (451e), wie dies in den 9A und 9B dargestellt ist, so gebildet, dass sich der Durchmesser des Abstandsteils 11 proportional von der Mitte eines effektiven Bildschirms zu der Außenseite hin verringert.
  • In dem Fall der LCD-Vorrichtung 452, gebildet so, um als ein Stift-Kissen-Typ verzerrt zu werden, wie dies in den 7A bis 7D dargestellt ist, wird der Typ der LCD-Vorrichtungen 452A und 452B so, wie dies in den 10A und 10B dargestellt ist, ausgewählt, um verzerrt und/oder gekrümmt zu sein.
  • In dem Fall der LCD-Vorrichtung 452A sind, wie dies in 10A dargestellt ist, das vordere Substrat 452a und das hintere Substrat 452e in komplementären Stift-Kissen-Formen verzerrt und gekrümmt, und gleichzeitig können die Abtastelektrode 452b und die Signalelektrode 452f, jeweils gebildet auf dem vorderen Substrat 452a und dem hinteren Substrat 452e, um senkrecht zueinander zu liegen, in einem Muster so gebildet werden, dass sie stufenweise positiv (+) von der Mitte davon zu der Außenseite hin verzerrt und gekrümmt sind.
  • Der Typ der LCD-Vorrichtung 452b, wie er in 10B dargestellt ist, kann angewandt werden. In dem Fall der LCD-Vorrichtung 452B ist das vordere Substrat 452a, das eine lichtemittierende Oberfläche bildet, positiv so verzerrt und gekrümmt, dass es ein Stift-Kissen-Typ ist, und gleichzeitig kann die Abtastelektrode 452b, gebildet an der hinteren Oberfläche des vorderen Substrats 452a, so gebildet werden, um stufenweise positiv von der Mitte davon zu der Außenseite hin verzerrt und gekrümmt zu sein, um ein Stift-Kissen-Typ zu sein.
  • In diesem Fall ist das hintere Substrat 452c so gebildet, dass es ein typischer, flacher Platten-Typ ist, und die Signalelektrode 452d, gebildet auf dem hinteren Substrat 452c, kann in einem typischen Streifenmuster gebildet sein, oder kann ein Muster so haben, um entsprechend zu der Abtastelektrode 452 verzerrt und gekrümmt zu sein (nicht dargestellt).
  • Obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, kann das hintere Substrat eine Form eines Stift-Kissen-Typs so haben, um positiv (+) verzerrt und/oder gekrümmt zu sein, was dem vorderen Substrat der LCD-Vorrichtung 452b entspricht, wie dies in 10B dargestellt ist, und eine LCD-Vorrichtung vom flachen Platten-Typ kann als ein vorderes Substrat angewandt werden.
  • Die vorstehend erwähnten LCD-Vorrichtungen von verschiedenen Typen können wahlweise entsprechend der Größe eines effektiven Bildschirms, dem optischen Aufbau der Projektionsobektiveinheit, der Vergrößerung eines Bilds, und des Typs oder der Spezifikation eines LCD-Projektionssystems, angepasst werden.
  • In dem Fall der verzerrten und/oder gekrümmten Struktur, wie beispielsweise den LCD-Vorrichtungen 452a und 452b, ist es, um die Form und Struktur in einem stabilen Zustand beizubehalten, bevorzugt, dass eine Mehrzahl von Abstandsteilen 11 in einem Flüssigkristall 10, eingefüllt zwischen dem vorderen Substrat 452a und den hinteren Substraten 452c und 452e, wie dies in den 11A und 11B dargestellt ist, eingesetzt ist, und der Durchmesser der Abstandsteile 11 erhöht sich proportional von der Mitte eines effektiven Bildschirms zu der Außenseite hin.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Substrate 451a, 451e, 452a und 452e der LCD-Vorrichtungen 451A, 451B, 452A und 452B, die die vorstehend beschriebenen Formen und Strukturen haben, unter Verwendung, zum Beispiel, einer Form hergestellt werden, die durch ein dreidimensionales Design so hergestellt ist, um eine erwünschte Form einer Verzerrung und Krümmung zu haben, oder wird durch ein Verarbeitungsverfahren, das eine COP-Maschine verwendet, hergestellt.
  • Die verzerrten und/oder gekrümmten Muster der Elektroden 451b, 451d, 451f, 452b, 452d und 452f können so gebildet werden, um den verzerrten und/oder den gekrümmten Formen der vorstehenden Substrate zu entsprechen, unter Verwendung eines Niederschlagsverfahrens, wie beispielsweise eines typischen fotolithografischen Prozesses oder eines chemischen Dampfniederschlags (CVD).
  • Die vorstehenden, bevorzugten Ausführungsformen dienen für die Fälle, die bei einem LCD-Projektionssystem vom Reflexions-Typ angewandt werden. Das technische Konzept der vorliegenden Erfindung wird natürlich bei einem LCD-Projektionssystem vom Transmissions-Typ, so, wie es ist, angewandt. Weiterhin kann es bei einem LCD-Projektionssystem vom Einzel-Platten-Typ oder bei einem LCD-Projektionssystem vom Drei-Platten-Typ angewandt werden. Das bedeutet, dass die LCD-Vorrichtung entsprechend zu jeder der vorstehenden, bevorzugten Ausführungsformen als entweder ein LCD-Projektionssystem vom Reflexions-Typ auch als ein LCD-Projektionssystem vom Transmissions-Typ angewandt werden kann. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung für eine Bildanzeigevorrichtung nützlich sein, wie beispielsweise ein Projektions-TV.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann, gemäß einem LCD-Projektionssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung, eine Verzerrungsaberration und/oder eine Krümmungsaberration einer Projektionsobektiveinheit in einem Zustand korrigiert werden, in dem andere, optische Linsenaberrationen, wie beispielsweise Chromatismus, unter Bildung einer LCD-Vorrichtung korrigiert werden, um so verzerrt und/oder gekrümmt zu sein, dass ein lichtemittierender Punkt einer Bilderzeugungsquelle entsprechend zu der verzerrten und/oder gekrümmten Form eines Bilds, gebildet auf einem Bildschirm vor einer Korrektur, geändert wird, und nicht durch Hinzufügen oder Entfernen von optischen Linsen. Demzufolge wird die Verzerrungsaberration und/oder die Krümmungsaberration grundsätzlich korrigiert und die Funktion einer Bilderzeugung wird drastisch verbessert.

Claims (16)

  1. LCD-Projektionssystem, das eine Lichtquelle zum Erzeugen und Emittieren von Licht, eine LCD-Vorrichtung zum Erzeugen von Bildlicht unter Verwendung von auftreffendem Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, und eine Projektionsobjektiveinheit zum Vergrößern und Projizieren des von der LCD-Vorrichtung emittierten Bildlichtes auf einen Bildschirm enthält, wobei die LCD-Vorrichtung eine verzerrte und/oder gekrümmte Form hat, die einem Bild entspricht, das auf dem Bildschirm erzeugt wird, bevor Korrektur von Verzerrung und/oder Krümmung des auf dem Bildschirm erzeugten Bildes durchgeführt wird, die aufgrund von Verzerrungsaberration und/oder Krümmungsaberration der Projektionsobjektiveinheit erzeugt werden, so dass Verzerrung und/oder Krümmung korrigiert werden können.
  2. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die LCD-Vorrichtung einen kissenartigen Aufbau hat, der positiv (+) verzerrt und gekrümmt ist, so dass negative (–) Verzerrung und Krümmung des auf dem Bildschirm erzeugten Bildes, die aufgrund von Verzerrungsaberration und Krümmungsaberration der Projektionsobjektiveinheit erzeugt werden, korrigiert werden können.
  3. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 2, wobei die LCD-Vorrichtung ein vorderes Substrat und ein hinteres Substrat umfasst auf dem jeweils Elektroden ausgebildet sind und das vordere und/oder das hintere Substrat eine Kissenform haben, die positiv (+) verzerrt und/oder gekrümmt ist.
  4. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 3, wobei die Elektroden, die auf dem vorderen Substrat und dem hinteren Substrat ausgebildet sind, in Strukturen entsprechend den verzerrten und gekrümmten Formen des vorderen und des hinteren Substrats ausgebildet sind, so dass Pixel in einer gekrümmten Struktur angeordnet sind.
  5. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 3, wobei in der LCD-Vorrichtung die Größe jedes Pixels von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional zunimmt.
  6. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 3, wobei in der LCD-Vorrichtung der Durchmesser von Abstandshaltern, die zwischen das vordere Substrat und das hintere Substrat eingefügt sind, von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional zunimmt.
  7. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die LCD-Vorrichtung eine Kissenform hat, die positiv (+) verzerrt ist, so dass negative (–) Verzerrung eines auf dem Bildschirm erzeugten Bildes, die aufgrund von Verzerrungsaberration der Projektionsobjektiveinheit erzeugt wird, korrigiert werden kann.
  8. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 7, wobei die LCD-Vorrichtung ein vorderes Substrat und ein hinteres Substrat umfasst, auf denen jeweils Elektroden ausgebildet sind, und das vordere Substrat und/oder das hintere Substrat eine Kissenform haben, die positiv (+) verzerrt ist.
  9. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 8, wobei die Elektroden, die auf dem vorderen Substrat und dem hinteren Substrat ausgebildet sind, in Strukturen entsprechend den verzerrten Formen des vorderen und des hinteren Substrats ausgebildet sind, so dass Pixel in einer gekrümmten Struktur angeordnet sind.
  10. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 8, wobei in der LCD-Vorrichtung die Größe jedes Pixels von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional zunimmt.
  11. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 8, wobei in der LCD-Vorrichtung der Durchmesser von Abstandshaltern, die zwischen das vordere Substrat und das hintere Substrat eingefügt sind, von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional zunimmt.
  12. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 1, wobei die LCD-Vorrichtung eine Tonnenform hat, die negativ (–) verzerrt ist, so dass positive (+) Verzerrung eines auf dem Bildschirm erzeugten Bildes, die aufgrund von Verzerrungsaberration der Projektionsobjektiveinheit erzeugt wird, korrigiert werden kann.
  13. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 12, wobei die LCD-Vorrichtung ein vorderes Substrat und ein hinteres Substrat umfasst, auf denen jeweils Elektroden ausgebildet sind, und das vordere Substrat und/oder das hintere Substrat eine Tonnenform haben, die negativ (–) verzerrt ist.
  14. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 13, wobei die Elektroden, die auf dem vorderen Substrat und dem hinteren Substrat ausgebildet sind, in Strukturen entsprechend den verzerrten Formen des vorderen und des hinteren Substrats ausgebildet sind, so dass Pixel in einer gekrümmten Struktur angeordnet sind.
  15. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 13, wobei in der LCD-Vorrichtung die Größe jedes Pixels von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional abnimmt.
  16. LCD-Projektionssystem nach Anspruch 13, wobei in der LCD-Vorrichtung der Durchmesser von Abstandshaltern, die zwischen das vordere Substrat und das hintere Substrat eingefügt sind, von der Mitte eines effektiven Bildschirms nach außen hin proportional abnimmt.
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