專利名稱：大型電視顯示系統(tǒng)的制作方法
通過對視頻或電視影像的投射，可以將電視影像投射到一個大型銀幕上供許多人同時觀看而不用建造一個大型陰級射線管。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)，應有重要的價值。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，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)包括一個液晶裝置，它包含了許多像點。這些像點通過電能控制其透明度。此液晶裝置是由一個視頻信號生成電路提供能量，它使像點產(chǎn)生代表電視影像的透明圖案。本發(fā)明的一個光源，會將光導射至此液晶裝置的背面;另有一個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)明可以利用一臺小型電視機的小型液晶裝置，而此液晶裝置是利用該小型電視機的視頻信號生成電路來激勵的。將此液晶裝置放入幻燈機而將電視機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，可以利用一個空間濾波器予以濾除。空間濾波器是柵格付氏變換的一個負片。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。在本專利申請的權(quán)利要求書中，分別敘述了本發(fā)明的各個新裝置。為充分了解本發(fā)明，閱讀下列說明請參考本申請所附草圖。


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的一個透視圖。
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上的一個系統(tǒng)10。此電視影像投射系統(tǒng)包括了一個液晶裝置16，此液晶裝置由一個視頻信號生成電路激勵，受到激勵后在液晶裝置16上可產(chǎn)生與電視投影相對應的透明域。由一個燈泡22、一個反射鏡24以及聚光透鏡20組成的光源，可將光導射至液晶系統(tǒng)的背面并相當均勻地照射此液晶裝置。一個紅外線濾波器31，將有助于保護此液晶裝置避免過熱。位于液晶裝置前方的一個投射鏡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”電視機的零件。例如Radio Shaok LCTV Realistic Pockotvision就擁有一個5.4cm×4.4cm的屏幕，這個屏幕具有146排120行的液晶像點。每一個像點都是正方型，此正方型的每邊邊長是370μm。這種小型液晶電視機，亦具有一個能接收廣播電視信號的接收器和激勵液晶裝置的視頻激勵電路。這種小型電視機的最初設計目的，是為了在周圍光線照射液晶裝置背面的情形下供個人直接觀看此液晶裝置。本專利申請人利用了這個小型的液晶裝置，創(chuàng)造了一個可供許多人同時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€紙板制夾持器和一個正片。視頻電路18位于幻燈片投影機之外，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)有的幻燈機稍作些修改，即可將一個大而明晰的電視影像投射到一個銀幕上。本專利申請人利用了一種一般人稱為頂置投影機的頂置幻燈機將大而明晰的電視影像投射到銀幕上。這種頂置幻燈機有一個水平表面，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像點仍會傳送少量但尚可覺察到的光。因此光的亮度應予限制，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，可獲得10∶1到20∶1的對比度，更亮的對比度也可通過對液晶電視的改進而提高。
根據(jù)上述方式所投影的影像，并不令人滿意。因為會出現(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玻璃板52.54之間的液晶材料50，而這對玻璃板則又夾置于偏光板56，58之間。這兩塊玻璃板內(nèi)具有相互垂直的導體60，62。當未在與這兩個導體相接的電線61，63之間加電壓時，像點所加電壓為0伏，因而位于交叉點的液晶區(qū)域就會變得透明。導體60、62交叉形成一個像點，如圖4內(nèi)的64所示。盡管所有全層導體本身都相當透明(就黑白電視機而言，相當透明即指約有一半入射光通過)，但導體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會變得非常顯眼。
本專利申請人利用諸如圖1中70所示的一個空間濾波器濾除了此柵格圖案。這個空間濾波器70構(gòu)成一個本質(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)個代表柵格付氏變換負片的不透明區(qū)域74。把一個未曝光的軟片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上的乳液是負性的，它可在沖洗后便亮點變暗暗點變亮，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，則可用它的負片。我們可以看到，若校準了通過液晶裝置16的光90，此時空間濾波器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像點或像點線條的透明度。當產(chǎn)生表示影像之視頻信號(此信號可以賦能像格)的裝置包含電視廣播接收器或電視攝影機時，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)場影像。雖然本專利申請人所投射的是單色或黑白影像，但我們也可用一個彩色液晶裝置來展示彩色影像。用這種裝置，每個像點只能通過一種顏色(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)濟系統(tǒng);同時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個數(shù)量級;更理想地是大兩個數(shù)量級(100倍)以上。此液晶裝置會有不透明線條組成的柵格?？衫靡粋€基本上為此柵格付氏變換的負片所構(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)明的幾個特殊實施例，但對同行而言，可輕易地作出根據(jù)本發(fā)明而作的修改。因此，本專利申請人認為其權(quán)利要求應包括這些修改。
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)包括一個包含許多排成行列像點的液晶裝置，每個像點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，使其與所述影像之透明圖案對應；一個可將光線導射至所述液晶裝置背面的光源，導射來的光線，可沿向前的方向穿透液晶裝置上的像點；一個位于所述液晶裝置前方的投射鏡，所述投射鏡把所述像點圖案聚焦在適當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。這些導體均按所述像點行列的方向延伸，所述投射鏡在投射鏡與銀幕之間的一個中間平面上形成所述液晶裝置上的影像，一個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經(jīng)賦能而透明時在所述中間位置形成影像的負片。
4.權(quán)利要求1中所述投影系統(tǒng)。它包括一個具有稱為軟片門裝置的幻燈機，一般將被投影的透明片放在此軟片門處，此幻燈機還具有一個光源，可照在所述透明的位置并可在所述軟片門組件內(nèi)形成一個透明片的影像，將其投影到一個銀幕上。
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的顯示器和此小型電視機的激勵電路。
6.權(quán)利要求1中所述系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括一個面積比所述液晶裝置面積大一到數(shù)個數(shù)量級的銀幕，所述銀幕和所述液晶裝置分別位于所述投射鏡的兩邊，所述投射鏡的設計得可以在所述銀幕上形成一個影像，這個影像占據(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，這些像點均可被賦能而控制其透明度;用與影像相當?shù)囊曨l信號對所述液晶裝置賦能，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射光及導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)并形成一個不透明圖案，所述導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中間位置，在所述中間位置放一個空間濾波器，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)可形成圖案的導體。所述導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空間濾波器，此空間濾波器在各像點透明時，相當于影像在所述中間位置的負像。
11.權(quán)利要求7中所述方法，此方法包括將小型電視機的液晶顯示器和接收與激勵電路分開，可使液晶顯示器面部無任何干撓;同時利用所述接收與激勵電路完成激勵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位置安置一個小型電視器的液晶顯示器，在此幻燈機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。一個小型液晶裝置為視頻信號所激勵，產(chǎn)生一個排列與電視影像相當?shù)耐该鲌D案。光被導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大型銀幕上。此液晶裝置內(nèi)的柵格，可由一個空間濾波器予以濾除，它含有柵格付氏變化的負片。
文檔編號H04N5/74GK1060753SQ90108230
公開日1992年4月29日 申請日期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 申請人:劉華光