DE3345458A1

DE3345458A1 - Persoenliche fluessigkristall-bildwiedergabeeinrichtung

Info

Publication number: DE3345458A1
Application number: DE19833345458
Authority: DE
Inventors: Noboru Shiojiri Nagano Hattori
Original assignee: Epson Corp
Current assignee: Epson Corp
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1983-12-15
Publication date: 1984-06-28
Also published as: GB2134298B; JPS59117876A; US4636866A; GB2134298A

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine kompakte, persönliche Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. . *·

In der letzten Zeit ist eine Vielzahl von Bildwiedergabeeinrichtungen wie Taschenfernsehempfängern und Armbanduhren-Fernsehempfängern vorgeschlagen worden, bei denen eine Flüssigkristallanzeigetäfel für die Bildwiedergabe eingesetzt wird. Alle diese vorgeschlagenen Bildwieäergabeeinirichtungen machen von Flüssigkristallanzeigetafeln des Reflexionstyps Gebrauch und leiden daher an einem schwachen Kontrast und einer schlechten Bildqualität sowie der mangelnden Fähigkeit einer Farbwiedergabe. Bekannte kleine Wiedergabeeinrichtungen für die persönliche Benutzung besitzen kleine Anzeigeschirme. Wenn diese Anzeigeschirme größer wären, wären solche Wiedergabeeinrichtungen zu teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung für den persönlichen Gebrauch zu schaffen, die die Betrachtung großer Bilder- guten Kontrasts erlaubt und auch für eine Farbwiedergabe geeignet ist. Dabei soll diese Wiedergabeeinrichtung eine kompakte Größe besitzen und eine gute Betrachtung des Bildes erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1' gelöst. . ...*■

Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt eine Flüssigkristall-Anzeigetafel des Lichttransmissionstyps sowie eine zwischen dieser und den Augen des Betrachters angeordnete Linsenanordnung und ermöglicht durch letztere, daß ver-

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größerte Bilder gesehen werden, die einen guten Kontrast besitzen, wobei ferner eine Farbwiedergabe möglich ist.

Die Erfindung und die sich aus ihr ergebenden Vorteile werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung,

Fig. 2 teilweise im Querschnitt eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 teilweise im Schnitt eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Fernsehsignalverarbeitungsschaltung in der erfindungsgemäßen Bildwiedergabeeinrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkristall-Bildwiedergabe sy stems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Benutzung, und 25

Fig« 6(a) und 6{b) einen Seitenaufriß und eine Draufsicht des von einem Benutzer getragenen Bildwiedergabesystems gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel' der Erfindung.
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Die in Fig. 1 gezeigte Linsenanordnung 10 kann eine oder mehrere Linsen enthalten und besitzt die Brennweite f. ' Der Einfachheit halber ist in der Darstellung lediglich " eine einzige Konvexlinse als Linsenanordnung 10 dargestellt. Eine Flüssigkristall-Anzeigetafel 20 des Licht-

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transmissionstyps dient der Wiedergabe eines Bildes 21 nach Maßgabe eines Videosignals von einer Tunerausgangseinheit. Die Anzeigetafel 20 wird von einer Halterung 30 so gehalten, daß sie sich innerhalb der Brennweite f der Linsenanordnung 10 befindet. Die Linsenanordnung 10 kann ebenfalls von der Halterung 30 gehalten werden, sie kann aber auch von einem (nicht gezeigten) Brillengestell gehalten werden. Wenn die Anzeigetafel 20 und die Linsenanordnung 10 von einem Benutzer getragen werden, befindet sich das Auge des Benutzers gewöhnlich in einem Abstand von 1 bis 3 cm von der Linsenanordnung auf deren der Anzeigetafel 20 abgewandten Seite.

Der Betrieb der in Fig.' 1 gezeigten Anordnung ist wie folgt:

Wenn sich die Anzeigetafel 20 innerhalb der Brennweite f der Linsenanordnung 10 befindet, dann kann das Bild 21, das aufgrund der Bestrahlung mit natürlichem Licht 80 oder Licht von einer Lampe auf der Anzeigetafel- 20 dargestellt wird, durch die Linsenanordnung 10 als vergrößertes virtuelles Bild 50 in einem Abstand betrachtet werden, der größer als der tatsächliche Abstand des wiedergegebenen Bilds 21 vom Auge 40 ist. Die Lage des Auges 40, die Brennweite f der Linsenanordnung 10 und die Lage der Anzeigetafel 20 sind so gewählt, daß das virtuelle Bild 50 gewöhnlich im Abstand der sogenannten Nahpunktweite liegt, die bei Erwachsenen im Bereich von 25 bis 40 cm, bei Kindern unter 25 cm .und bei Älteren über 40 cm liegt. Diese Lagerelation läßt den.Benutzer das Bild klar erscheinen und auch über längere Zeit ohne Ermüdung betrachten.

Das" wiedergegebene Bild 21 kann, da es mit Hilfe des natürlichen Durchl'ichts 80 gesehen wird, einen hohen Kon-

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trast aufweisen. Wenn das Bild 21 in einer Farbpunktmatrix oder einer Farblinienmatrix angezeigt wird, kann es in farbiger Wiedergabe betrachtet werden. Eine persönliche Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung ge- ' maß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sei unter • bezug auf Fig.. 2 beschrieben. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen in Fig. 2 gleiche Teile wie in Fig. 1. Die dargestellte Wiedergabeeinrichtung macht von einer einzigen Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafel 20 und einer einzigen Linsenanordnung 10 Gebrauch.

Natürliche Lichtstrahlen 80 fallen auf ein Lichtsammeifenster 81 und durchlaufen die Anzeigetafel 20 sowie die Linsenanordnung 10. Sie werden dann mit Hilfe eines Prismas 60 auf zwei Lichtstrahlenwege aufgespaltet und mittels Reflexionsspiegeln 61 auf die Augen 40, 40 gerichtet. Das Lichtsammeifenster 81, die Anzeigetafel 20, die Linsenanordnung 10, das Prisma 60 und die Spiegel 61 werden so von einer Halterung 30 getragen, daß das Licht den beschriebenen Wegen folgt.

An entsprechenden Stellen der Halterung 30 sind in dieser Schaltungen 62, etwa-ICs für die Ansteuerung der Anzeigetafel 20 untergebracht. Diese Schaltungen 62 sind über Verbindungsleitungen mit einem Anschluß 63 für den externen Anschluß verbunden. Kopfhörer 64 zur Ausgabe von Audiosignalen' sind justierbar an der Halterung 30 . angebracht-und können bezüglich ihrer Lage so justiert,, werden, daß-sie in enge Berührung mit den Ohren 70 des ,Benutzers gebracht werden.

Bei der Anordnung von Fig. 2 ,erlauben die Anzeigetafel - 'J20, die Linsenanordnung-10.,und. das Prisma 60, daß beide .-= Augen .40. des Benutzers die wiedergegebenen Bilder gleicl zeitig vergrößert und mit hohem Kontrast sehen.

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Die Halterung 30 umfaßt eine größere Haube, die die Anzeigetafel 20 und den Kopfhörer 64 aufnimmt. Daher kann diese persönliche Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung Audio- und Videosignale von einem Fernsehempfänger oder von Computern für den ganz persönlichen Gebrauch, ohne daß andere gestört werden, anzeigen bzw. wiedergeben.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Gleiche Teile sind in Fig. 3 mit denselben Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet.

Die Bildwiedergabeeinrichtung in Fig. 3 enthält ein Paar Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafeln 20 und ein Paar Ί5 mit diesen ausgerichteter Linsenanordnungen 10. Die Anzeigetafeln 20 können gleichzeitig dasselbe Bild wiedergeben .

Die von den Anzeigetafeln 20 wiedergegebenen Bilder wer- <äen zur Erzielung eines hohen Kontrasts mittels natürlicher Lichtstrahlen 80, die durch ein weites Lichtsammeifenster 81 kommen, beleuchtet. Die Linsenanordnungen 10 bilden vergrößerte Bilder des wiedergegebenen Bildes an einer entfernteren Stelle.

Diese Anordnung erlaubt wegen der natürlichen Lichtstrahlung 80, die vom weiten Lichtsammeifenster 81 herkommt, und der Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafeln 20 die Erzeugung heller Bilder sehr hohen Kontrasts, die für den Benutzer weniger ermüdend sind.

Fig. 4 zeigt in Blockschaltform ein Signalverarbeitungssystem für einen persönlichen Flüssigkristall-Fernsehempfänger gemäß der Erfindung. Das Signalverarbeitungssystem enthält eine Haupteinheit 90 mit einer Signalverar-

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beitungsschaltung zur Erzeugung von Video- und Audiosignalen und einer Stromversorgungseinheit mit einem Gleichstromwandler und einer Batterie. Die Signalverarbeitungsschaltung enthält ein Hochpaßfilter, dem Eingangssignale, etwa Rundfunkempfangssignale von einer externen Antenne, zugeführt werden, einen Tuner, einen Ton-Zwischenfrequenzverstärker und Detektor und einen Tonverstärker. Die Video- und Audiosignale sowie die Treiberspannung werden über Kabel 91 zum externen Anschluß 63 an der Halterung 30 geliefert. Die Halterung 30 enthält die Schaltung 62, die die Videosignale empfängt, und einen Videoverstärker, eine Abtrennschaltung für Horizontal- und VertikalSynchronsignale und eine Matrixsignalgeneratorschaltung zur Ansteuerung der Anzeigetafel 20 aufweist. Die Tonsignale werden den an der Halterung 30 befestigten Kopfhörern 64 zugeführt.

Die Art, wie ein solches persönliches Flüssigkristall-Bildwiedergabe system als Fernsehempfänger verwendet wird, soll unter bezug auf Fig. 5 beschrieben werden.

Die Halterung 30 mit den Kopfhörern 64 trägt der Benutzer am Kopf. Ein Schalterknopf 94 an der Einhext 90 für die Stromversorgung und die Lautstärkeeinstellung wird eingeschaltet, und ein Kanalwählknopf 93 wird zur Auswahl eines gewünschten Kanals gedreht. Das die Einheit 90 mit der Halterung 30 verbindende Kabel 91 dient als Antenne für den Empfang von Fernsehrundfunksignalen. Die Einheit 90 erzeugt dann Videosignale, die zur Bildwiedergäbe auf der Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafel 20 führen, sowie Audiosignale, die von den Kopfhörern 64 als Schall wiedergegeben werden. Wenn einem Stereoprogramm zugehört wird, dann wird ein Stereo-Mono-Umschal-

ter 92 auf Stereobetrieb eingestellt. 35

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Die Fig. 6(a) und 6(b) zeigen ein persönliches Flüssigkristall-Bildwiedergabesystem, gemäß einem anderen Ausführ.ungsbeispiel der Erfindung. Die die Stromversorgung und die Signalvefarbeitungsschaltung enthaltende Einheit ist in die Halterung 30 in Form einer Kappe integriert, an deren Außenfläche eine Antenne 31 angebracht ist. Die anderen Einzelheiten des Aufbaus sind die gleichen wie bei Fig. 5.

Zur Benutzung wird die kappenförmige Halterung 30 auf den Kopf des Benutzers gesetzt. Ein Schaltknopf 94 für die Stromversorgung und die Lautstärkeeinstellung wird gedreht, um die Stromversorgung einzuschalten, und ein Kanalwählknopf 93 wird gedreht, um einen gewünschten Ka-

nal auszuwählen. Rundfunksignale werden mittels der Antenne 31 aufgefangen, und Bilder und Töne werden auf der Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafel bzw. von den Kopfhörern in der Halterung 30 wiedergegeben.

Dieser Aufbau, bei dem alles zu einer Einheit zusammengefaßt ist, ist am besten als persönlicher Fernsehempfänger in Autos oder anderen Passagierfahrzeugen während der Reise oder bei anderen Aktivitäten außerhalb

des Hauses zu verwenden.
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Als weitere Abwandlung kann die Linsenanordnung 10 aus einer Kunststofflinse oder Kunststofflinsen bestehen, so daß die Wiedergabeeinrichtung insgesamt leicht wird und der Entwurf der Linsenanordnung 10 vereinfacht wird.

Es sind auch verschiedene andere Abwandlungen möglich. Beispielsweise können Flüssigkristall-Anzeigetafeln für eine dreidimensionale Bildwiedergabe verschiedene Bilder anzeiqen bzw. Bilder unterschiedlicher Kanäle anzeigen.

Eine der Flüssigkristall-Anzeigetafein und die zugehöri-

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ge Linsenanordnung können entfernt werden, oder eine der Flüssigkristall-Anzeigetafeln kann abgeschaltet bleiben, so daß der Benutzer durch die abgeschaltete Anzeigetafel ' hindurch nach außen sehen kann.
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Bei der Anordnung der.Erfindung kann die Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafel durch die Hilfe natürlichen Lichts, das die Anzeigetafel durchläuft, helle Bilder hohen Kontrasts wiedergeben, und es ist leicht möglich, Farbbilder wiederzugeben.

Da die Linse oder Linsen zwischen der Anzeigetrafel und dem Benutzerauge angeordnet ist bzw. sind, um virtuelle Bilder in einem Minimumabstand (25 cm oder mehr) für scharfes Sehen zu bilden, ist die Bildwiedergabe für das Benutzerauge wenig ermüdend. Die Linsenanordnung ermöglicht es dem Benutzer auch, Bilder zu sehen, die gegenüber den tatsächlich wiedergegebenen Bildern um ein Mehrfaches vergrößert sind.

Die Flüssigkristall-Anzeigetafel und die Kopfhörer werden in der Halterung vereinigt, so daß die gesamte Bildwiedergabeeinrichtung billig aufgebaut werden kann und als Anzeige und Fernsehempfänger für ausschließlich persönlichen Gebrauch verwendbar ist.

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- Leerseite -

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER.HOFFMANN

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

I MÜNCHEN KRAMER DlPL-ING. PATENTANWALT '. WESER DIPL-PHYS. DR. R5R. NAT. PATENTANWALT

HOFFMANN DIPL-ING. PATENTANWALT

Epson Corporation

Nishi-shinjuku, Shmjuku-ku, Tokyo, Japan

IN WIESBADEN

P. O. BLUMBACH D1PL.-ING. PATENTANWALT

P. BERGEN PP.OFESSOR DR. 3UR. DIPL.-ING.

G. ZWIRNER DlPL -ING. DIPL-W.-ING. PATENTANWALT

83/87128 Ho/ae

Flüssigkristall-Bild-

Patentan Sprüche

1 J Persönliche Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung, die vom Benutzer am Kopf getragen wird, gekennzeichnet durch

a) eine Ausgabeeinheit (90) zur Erzeugung von Videosignalen und Audiosignalen,

b) eine Durchlicht-Flüssigkristall-Anzeigetafel (20) zur Wiedergabe der Videosignale von der Ausgabeeinheit,

c) eine Linsenanprdnung (TO), die neben der Anzeigetafel (20) angeordnet ist, so daß die Linsenanordnung (10) zwischen der Anzeigetafel (20) und einem Auge (40) des Benutzers liegt, und

d) eine Halterung'(30):,. die die Linsenanordnung und die Anzeigetafel:.;-(20)<^; zusammenhält. .

. 2;. Bildwiedergabeeinrichtting nach Anspruch T, g e k e η η „20- .ζ, ei: c. h· n"e t. durch eine weitere Durchlicht-Flüssigkri-. ; , Stallanzeigetafel und zugehörige Linsenanordnung, die von ■' . der; Halterung' (30) zusammengehalten werden.

Radodcnslraüe 43 !Ot¹O München 60 TcIeIo

lex S21231J Telegramme Patentconsult

OHDV

3. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterung (30) ein Lichtsammelfenster (81) aufweist, das auf der der Linsenanordnung (1Q) äbgewandten Seite der Anzeigetafel (20) angeordnet ist und Licht durch die Anzeigetafel hindurchtreten läßt.

4. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Treiberanordnung zur Ansteuerung der Anzeigetafel (20), welche eine teilweise in der Halterung (30) montierte Schaltung umfaßt.

5. Bildwiedergabeeinrichtung nach. Anspruch 1, g e -

kennzeichnet durch ein Prisma (60) und einen Reflexionsspiegel (61), die in der Halterung (30) angebracht sind und sich zwischen der Linsenanordnung (10) und dem Auge (40) des Benutzers befinden.

6. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenanordnung (10) eine oder mehrere Kunststofflinsen enthält. -

7. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e ·ϊϊ η¹ ζ ,# i σ'ft net, daß die Anzeigetafel (20) innerhalb der Brennweite (f) der Linsenanordnung (10) angeordnet ist.

8. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von der Halterung (30) mit der Linsenanordnung (10) und der Anzeigetafel (20) gehaltenen Kopfhörer (64) zur Wiedergabe der Audiosignale von der Ausgabeeinheit (90).

BAD ORiGiNAL

9. Bildwiedergabeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ze ichne t , daß die Ausgabeeinheit eine Tunerausgabeeinheit zur Erzeugung der Videosignale und Audiosignale aufgrund empfangener Eingangssignale umfaßt.