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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung
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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.
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2. Beschreibung des in Bezug
stehenden Stands der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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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:
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1 zeigt eine Ansicht, die
schematisch den optischen Aufbau eines herkömmlichen LCD-Projektionssystems
vom Projektions-Typ darstellt;
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2 zeigt eine perspektivische
Ansicht, die schematisch den optischen Aufbau eines herkömmlichen
LCD-Projektionssystems vom Transmissions-Typ darstellt;
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3A bis 3E zeigen Ansichten zum Erläutern der
gebildeten Bilder aufgrund einer Verzerrungsaberration der Projektionsobektiveinheit
des herkömmlichen
LCD-Projektionssystems;
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4 zeigt eine perspektivische
Ansicht zum Erläutern
des Bilderzeugungszustands aufgrund einer Krümmungsaberration der Projektionsobektiveinheit
des herkömmlichen
LCD-Projektionssystems;
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5 zeigt eine Ansicht, die
schematisch den optischen Aufbau eines LCD-Projektionssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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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;
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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;
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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;
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9A und 9B zeigen Schnittansichten, vorgenommen
entlang einer Linie A–A' der 8A und einer Linie B–B' der 8B,
jeweils;
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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
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11A und 11B zeigen Schnittansichten, vorgenommen
entlang einer Linie C-C' der 10A und einer Linie D–D' der 10B,
jeweils.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.