專利名稱：場順序式彩色顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于彩色顯示裝置(CD)，特別是場順序式彩色顯示裝置(SCD)的改進(jìn)。
隨著HDTV的發(fā)展，彩色投影顯示裝置(即投影型彩色顯示裝置，PCD)，特別是場順序式彩色投影顯示裝置(S-PCD)日益受到人們重視。S-PCD采用的顯示器件主要是透射式TFT-LCD、反射式TFT-LCD(包括LCOS)和DMD，TFT-LCD、DMD也稱作空間光調(diào)制器(SLM)或光閥(LV)。單SLM式S-PCD只用一個SLM，通過濾色輪將白光分成紅、綠、藍(lán)光后進(jìn)行場順序式顯示，裝置簡單，成本低，不需會聚，得到廣泛應(yīng)用。但其亮度低，穩(wěn)定性不好，圖像質(zhì)量較差。
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有單SLM式S-PCD中存在的上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的單SLM式S-PCD采用電控型場順序式背光照明系統(tǒng)(E-SBL，簡記為SBL)取代機(jī)械型濾色輪式背光照明系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)這一目的。另外將SBL用于直觀型彩色顯示裝置(DCD)和虛擬型彩色顯示裝置(VCD)中，分別得到場順序式直觀型彩色顯示裝置(S-DCD)和場順序式虛擬型彩色顯示裝置(S-VCD)，能顯著改進(jìn)DCD和VCD的性能。
下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
單SLM式S-PCD現(xiàn)都采用一個SLM和包含有紅、綠、藍(lán)光成分的白色光源，在光源和SLM之間加入一個高速旋轉(zhuǎn)的濾色輪。當(dāng)濾色輪轉(zhuǎn)動時，它依次將白光轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)光。當(dāng)紅色濾光區(qū)旋轉(zhuǎn)到一定位置時，白光中僅紅光可通過紅色濾光膜，并依次照射在SLM上，SLM像素(微鏡)受到紅色信號同步調(diào)制，顯示紅色圖像；類似地，當(dāng)綠色濾光區(qū)旋轉(zhuǎn)到一定位置時，顯示綠色圖像；當(dāng)藍(lán)色濾光區(qū)旋轉(zhuǎn)到一定位置時，顯示藍(lán)色圖像。在濾色輪轉(zhuǎn)速足夠快的情況下，因人眼視覺暫留特性，形成彩色圖像。此彩色圖像再經(jīng)投影放大透鏡投射到投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色圖像。單SLM式S-PCD使用濾色輪分色，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，不存在圖像會聚問題。但它需要通過高速旋轉(zhuǎn)的濾色輪進(jìn)行彩色顯示，因此存在穩(wěn)定性問題，且亮度顯著降低，圖像質(zhì)量較差。
本發(fā)明的單SLM式S-PCD中采用SBL取代機(jī)械型濾色輪式背光照明系統(tǒng)，SBL包括光源、一個或兩個光變向器、彩色轉(zhuǎn)換屏和投影透鏡，為提高光利用率，采用聚光透鏡聚光。彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)三個色轉(zhuǎn)換部組成。光變向器在電的作用下，可改變?nèi)肷涔獾某錾浞较颉９庾兿蚱鞯幕竟ぷ髟砼cDMD相同，它們都是利用微鏡的轉(zhuǎn)動而使入射光的出射方向改變。
眾所周知DMD是由大量微鏡組成的微鏡陣列，DMD顯示圖像是基于微鏡的轉(zhuǎn)動而實(shí)現(xiàn)的。每一個微鏡就是一個像素，其大小僅為16μ×16μ，像素之間的間隔為1μ，在靜電引力的作用下，它可快速轉(zhuǎn)動，微鏡的位置不同，反射光的出射方向不同。每個像素相當(dāng)于一個光開關(guān)。當(dāng)光開關(guān)處于“開態(tài)”(對應(yīng)于微鏡轉(zhuǎn)動正θ度)時，反射光通過投影透鏡投射到屏幕上，屏幕上出現(xiàn)亮態(tài)；當(dāng)光開關(guān)處于“關(guān)態(tài)”(對應(yīng)于微鏡轉(zhuǎn)動負(fù)θ度)時，反射光投射不到屏幕上，屏幕上出現(xiàn)暗態(tài)，根據(jù)需要控制微鏡的開和關(guān)狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)顯示。另外對于微鏡還存在一個狀態(tài)，即“平態(tài)”(對應(yīng)于微鏡不轉(zhuǎn)動)，在此狀態(tài)下微鏡不受電的作用。只要精心設(shè)計(jì)，就可精確控制微鏡轉(zhuǎn)動角度和均勻性，確保亮度一致性。利用DMD微鏡的工作原理和微鏡的三個狀態(tài)，即“開態(tài)”、“平態(tài)”和“關(guān)態(tài)”，可制成光變向器，通過靜電作用，它可使入射光以三種不同的出射方向照射在彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)三個色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)色順序式轉(zhuǎn)換。
光變向器與DMD的區(qū)別在于(1)在DMD中僅利用“開態(tài)”和“關(guān)態(tài)”兩種狀態(tài)，而在光變向器中可利用“開態(tài)”、“平態(tài)”和“關(guān)態(tài)”三種狀態(tài)，(2)在DMD中為了顯示圖像，需大量微鏡，例如微鏡數(shù)大于768×576。由于光變向器僅使外光反射，以行順序方式依次產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，因此在光變向器中像素?cái)?shù)可顯著減少，例如96×72，微鏡面積則遠(yuǎn)大于16μ×16μ，例如為135μ×135μ，還可選擇N行條狀微鏡，例如N＝72，微鏡長度為17μ×768，寬度為135μ。
采用一個光變向器的SBL工作原理如下當(dāng)光源發(fā)出的光經(jīng)過聚光透鏡聚光后，投射在光變向器上，在電的作用下，光變向器改變光的出射方向，使其依次照射在彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)三個色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，紅、綠、藍(lán)光再通過各自的投影透鏡投射。例如在SBL中光源為紫外光源(通常為長波紫外光源UVA)，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)色三個發(fā)光部組成，紅、綠、藍(lán)色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠、藍(lán)色發(fā)光材料，它們在紫外光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)光。紅、綠、藍(lán)色發(fā)光部分別與微鏡的“開態(tài)”、“平態(tài)”和“關(guān)態(tài)”對應(yīng)，例如當(dāng)微鏡轉(zhuǎn)動正θ度時，紫外光投射在紅色發(fā)光部，激發(fā)紅色發(fā)光材料，產(chǎn)生紅光，當(dāng)微鏡不轉(zhuǎn)動時，紫外光投射在綠色發(fā)光部，激發(fā)綠色發(fā)光材料，產(chǎn)生綠光，當(dāng)微鏡轉(zhuǎn)動負(fù)θ度時，紫外光投射在藍(lán)色發(fā)光部，激發(fā)藍(lán)色發(fā)光材料，產(chǎn)生藍(lán)光。只要正確控制光變向器上微鏡的轉(zhuǎn)動角度，就可順序產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光。
采用兩個光變向器的SBL包括光源、兩個光變向器、彩色轉(zhuǎn)換屏和投影透鏡。對每個光變向器，只利用“開態(tài)”和“關(guān)態(tài)”兩種狀態(tài)，不利用“平態(tài)”。其工作原理如下假定C1、C2分別表示第一、第二光變向器，S11、S12、S21、S22分別表示第一、第二光變向器的“開態(tài)”和“關(guān)態(tài)”，第二光變向器C2處于S12的位置。彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部分別與S11、S21、S22對應(yīng)。當(dāng)光源發(fā)出的光經(jīng)過聚光透鏡聚光后，投射在第一光變向器C1上。在電的作用下，如果C1上微鏡轉(zhuǎn)動正θ度，則入射光從C1上反射后，將投射在紅色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生紅光；如果C1上微鏡轉(zhuǎn)動負(fù)θ度，則入射光從C1上反射后，投射在第二光變向器C2上。如果此時C2上微鏡在電的作用下轉(zhuǎn)動正θ度，則投射在C2上的光反射后，將投射在綠色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生綠光；如果C2上微鏡轉(zhuǎn)動負(fù)θ度，則投射在C2上的光反射后，將投射在藍(lán)色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生藍(lán)光。因此只要正確控制C1、C2上微鏡的轉(zhuǎn)動角度，就可使光依次照射在彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，紅、綠、藍(lán)光再通過各自的投影透鏡進(jìn)行投射。
本發(fā)明的單SLM式S-PCD包括SBL、SLM、投影放大透鏡和投影屏幕。它顯示彩色圖像的具體過程如下從SBL發(fā)出的紅光通過紅色投影透鏡依次投射在SLM上，經(jīng)紅色信號順序同步調(diào)制后，在SLM上形成紅色圖像；接著從SBL發(fā)出的綠光通過綠色投影透鏡依次投射在同一SLM上，經(jīng)綠色信號順序同步調(diào)制后，在SLM上形成綠色圖像；最后從SBL發(fā)出的藍(lán)光通過藍(lán)色投影透鏡依次投射在同一SLM上，經(jīng)藍(lán)色信號順序同步調(diào)制后，在SLM上形成藍(lán)色圖像。在紅、綠、藍(lán)色圖像轉(zhuǎn)換速度足夠快的情況下，紅、綠、藍(lán)色圖像合成為彩色圖像，它通過投影放大透鏡投射在投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色圖像。
本發(fā)明的SBL還可用于DCD和VCD中。DCD一般采用TFT-LCD作為顯示器件，采用光譜中包含紅、綠、藍(lán)光成分的白色冷陰極熒光燈或EL或LED作為背光源，液晶屏中有紅、綠、藍(lán)色微濾光膜，通過它們進(jìn)行分色，因此光利用效率低，并且由于一個像素由紅、綠、藍(lán)色三個子像素構(gòu)成，分辨率提高受到限制，成本較高，因此對場順序式TFT-LCD的研究越來越重視。本發(fā)明的場順序式DCD(S-DCD)包括SBL和一個SLM，SBL發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光依次照射在SLM上，在紅、綠、藍(lán)色信號順序同步調(diào)制下，在SLM上形成場順序式彩色圖像。本發(fā)明的S-DCD顯示彩色圖像的工作原理與S-PCD類似，區(qū)別在于(1)對于S-PCD，需要投影放大透鏡和投影屏幕，對于S-DCD不需要；(2)對于S-PCD，SBL中投影透鏡主要作用是將紅、綠、藍(lán)光投射在同一SLM上，而對于S-DCD，投影透鏡需要將紅、綠、藍(lán)光放大投射在SLM上，即將色轉(zhuǎn)換部的發(fā)光區(qū)(面積)放大投射在SLM上，因?yàn)镾-DCD中SLM的尺寸通常遠(yuǎn)大于S-PCD中SLM的尺寸。
本發(fā)明的場順序式VCD(S-VCD)包括SBL、SLM和放大透鏡，SBL發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光依次照射在SLM上，在紅、綠、藍(lán)色信號順序同步調(diào)制下，在SLM上形成場順序式彩色圖像，人眼通過放大透鏡觀看彩色圖像，可看到尺寸更大的虛擬彩色圖像。S-VCD工作原理與S-PCD大致相同，區(qū)別僅在于對于S-PCD，由紅、綠、藍(lán)三幅單色圖像合成的彩色圖像是通過投影放大透鏡投射到投影屏幕上，所以看到的是實(shí)像，而對于S-VCD，是通過放大透鏡直接觀看彩色圖像，所看到的是虛像。
在本發(fā)明的各種裝置中，紫外光源可用紫色光源代替，也可以用藍(lán)色光源或藍(lán)綠色光源或白色光源代替。對于不同光源，彩色轉(zhuǎn)換屏上應(yīng)選擇不同的色轉(zhuǎn)換部。對于紫外光源或紫色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)色三個發(fā)光部組成，紅、綠、藍(lán)色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠、藍(lán)色發(fā)光材料，它們在紫外光或紫光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)光。對于藍(lán)色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠色兩個發(fā)光部和一個藍(lán)光透射部組成，紅、綠色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠色發(fā)光材料，它們在藍(lán)光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠光，藍(lán)光透射部讓藍(lán)光通過。對于藍(lán)綠色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠色兩個發(fā)光部和一個藍(lán)色濾光部組成，紅、綠色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠色發(fā)光材料，紅色發(fā)光部在藍(lán)綠光激發(fā)下，發(fā)出紅光，綠色發(fā)光部在藍(lán)綠光中藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出綠光，并讓藍(lán)綠光中綠光通過，藍(lán)色濾光部上涂復(fù)有藍(lán)色濾光膜，藍(lán)色濾光部僅讓藍(lán)綠光中藍(lán)光通過，或者彩色轉(zhuǎn)換屏由一個紅色發(fā)光部和綠、藍(lán)色兩個濾光部組成，紅色發(fā)光部上涂復(fù)有紅色發(fā)光材料，它在藍(lán)、綠光激發(fā)下，發(fā)出紅光，綠、藍(lán)色濾光部上分別涂復(fù)有綠、藍(lán)色濾光膜，綠、藍(lán)色濾光部分別僅讓藍(lán)綠光中綠、藍(lán)光通過。對于白色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)色三個濾光部組成，紅、綠、藍(lán)色濾光部上分別涂復(fù)有紅、綠、藍(lán)色濾光膜，紅、綠、藍(lán)色濾光部分別僅讓白光中紅、綠、藍(lán)光通過。白色光源不僅指人工光源，例如冷陰極熒光燈或LED，還包括自然光，例如作為前投的晝光。
在SBL中在光變向器和彩色轉(zhuǎn)換屏間可增設(shè)一放大透鏡，其作用是增加彩色轉(zhuǎn)換屏中發(fā)光部面積，從而提高SLM發(fā)光亮度。這樣SBL由光源、光變向器、放大透鏡、彩色變換屏和投影透鏡組成。光變向器除了按DMD工作原理制造之外，還可按AMA(活動微鏡陣列)、FMA(薄膜微鏡陣列)工作原理制造，它們基本結(jié)構(gòu)類似。SLM通常為DMD、TFT-LCD、LCOS等，還可為AMA、FMA等。
發(fā)光材料包括無機(jī)、有機(jī)發(fā)光材料。在紅色無機(jī)發(fā)光材料中6MgO As2O5Mn用于UVA、紫光激發(fā)，Na0.5Tb0.25Eu0.25WO4用于藍(lán)光激發(fā)，Na5Eu(WO4)4用于紫、綠光激發(fā)，在綠色無機(jī)發(fā)光材料中Y2SiO5Ce，Tb用于UVA激發(fā)，Na0.5Tb0.5WO4用于藍(lán)光激發(fā)，在藍(lán)色無機(jī)發(fā)光材料中Sr10(PO)6Cl2Eu、Ba3MgSi2O8Eu用于UVA激發(fā)，Sr2P2O7Eu、BaMg2Al16O27Eu可以用于UVA、紫光激發(fā)，(Ba，Ca，Mg)10(PO)6Cl2Eu、BaMg2Al14O23Eu用于紫光激發(fā)。另外許多硫化物和堿土金屬硫化物發(fā)光材料等也可采用。有機(jī)發(fā)光材料很多，例如綠色發(fā)光材料熒光黃(二羥基熒烷)用于藍(lán)光激發(fā)，紅色發(fā)光材料馬格紅用于綠光激發(fā)。
總之，本發(fā)明的彩色顯示裝置中采用SBL進(jìn)行場順序式彩色顯示，光利用率高，裝置簡單，成本低，不存在會聚問題，亮度高，同時無機(jī)械運(yùn)動，避免了濾色輪造成的穩(wěn)定性問題，圖像質(zhì)量獲得顯著改善，其原理不僅適用于PCD，并且適用于VCD，還適用于DCD，特別適用于直觀式彩色液晶顯示裝置，可廣泛用于電視、監(jiān)視器、投影顯示和虛擬顯示中。
圖1、圖2是本發(fā)明的SBL結(jié)構(gòu)示意圖，圖3至圖5是本發(fā)明的彩色顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1至圖5中1是光源，2C、2C1、2C2是光變向器，3R、3G、3B分別是色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部，4LR、4LG、4LB分別是紅、綠、藍(lán)光投影透鏡，5是空間光調(diào)制器，6L1是投影放大透鏡，6L2是放大透鏡，7是投影屏幕，7V是虛擬圖像，E是觀看者，C為聚光透鏡，M為反射鏡。
下面以實(shí)例具體說明。
實(shí)例1圖1是本發(fā)明的采用一個光變向器的SBL結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中1是紫外鉛-汞鹵化物燈，2C是光變向器，3R、3G、3B分別是色轉(zhuǎn)換屏上紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部，4LR、4LG、4LB分別是紅、綠、藍(lán)光投影透鏡。燈1在工作時發(fā)出長波紫外光，光變向器是由96×72微鏡組成的陣列，每個微鏡的大小為135μ×135μ，微鏡在電的作用下可以轉(zhuǎn)動正1O度或者負(fù)10度，在紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部上分別涂復(fù)6MgO As2O5Mn、Y2SiO5Ce，Tb、BaMg2Al16O27Eu。SBL工作原理如下當(dāng)燈1發(fā)出的紫外光照射在光變向器2C上時，在電的作用下，2C上微鏡按行依次轉(zhuǎn)動正10度，紫外光從2C反射后，照射在3R上，激發(fā)6MgO As2O5Mn，使3R按行依次發(fā)出紅光；類似地，當(dāng)微鏡按行依次不受電的作用時，微鏡不轉(zhuǎn)動，紫外光依次照射在3G上，激發(fā)Y2SiO5Ce，Tb，使3G按行依次發(fā)出綠光；當(dāng)微鏡在電的作用下按行依次轉(zhuǎn)動負(fù)1O度的情況下，紫外光依次照射在3B上，激發(fā)BaMg2Al16O27Eu，使3B按行依次發(fā)出藍(lán)光。紅、綠、藍(lán)光通過投影透鏡4LR、4LG、4LB可依次投射在同一處，按場順序式發(fā)出紅、綠、藍(lán)光。
實(shí)例2圖2是本發(fā)明采用兩個光變向器的SBL結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中2C1、2C2分別是第一、第二光變向器、兩個光變向器都由72個條狀微鏡組成，每個微鏡長度為13mm，寬度為135μ，S11、S12、S21、S22分別為第一、第二光變向器“開態(tài)”和“關(guān)態(tài)”，第二光變向器2C2處于S12的位置，彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部的位置分別與S11、S21、S22對應(yīng)，M是反射鏡，其余同實(shí)例1。當(dāng)燈1發(fā)出的紫外光照射在第一光變向器2C1上時，在電的作用下，2C1上微鏡按行依次轉(zhuǎn)動正10度，紫外光從2C1反射后，依次直接照射在3R上，激發(fā)6MgO As2O5Mn，使3R按行依次發(fā)出紅光；當(dāng)2C1上微鏡按行依次轉(zhuǎn)動負(fù)10度時，紫外光從2C1反射后，通過反射鏡M依次照射在2C2上。如果此時2C2上微鏡在電的作用下按行依次轉(zhuǎn)動正10度，則入射在2C2的紫外光從2C2反射后，依次照射在3G上，激發(fā)Y2SiO5Ce，Tb，使3G按行依次發(fā)出綠光；如果此時2C2上微鏡在電作用下按行依次轉(zhuǎn)動負(fù)10度，則入射在2C2的紫外光從2C2反射后，依次照射在3B上，激發(fā)BaMg2Al16O27Eu，使3B按行依次發(fā)出藍(lán)光。紅、綠、藍(lán)光通過投影透鏡4LR、4LG、4LB依次投射在同一處，按場順序式發(fā)出紅、綠、藍(lán)光。
實(shí)例3在圖3的彩色投影顯示裝置中5是1英寸TFT-LCD，6L1是投影放大透鏡，7是投影屏幕。其余同實(shí)例1。其工作原理如下按照實(shí)例1，當(dāng)SBL發(fā)出的紅光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在紅色信號同步調(diào)制下，TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生紅色圖像；類似地，當(dāng)SBL發(fā)出的綠光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在綠色信號同步調(diào)制下，TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生綠色圖像；當(dāng)SBL發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在藍(lán)色信號同步調(diào)制下，TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生藍(lán)色圖像。在光變向器上微鏡轉(zhuǎn)動速度足夠快的情況下，紅、綠、藍(lán)單色圖像合成為彩色圖像。此彩色圖像再經(jīng)6L1放大投射到投影屏幕7上，形成尺寸更大的彩色圖像。
實(shí)例4在圖4的直觀式彩色顯示裝置中5是15英寸TFT-LCD，其余同實(shí)例1。其工作原理如下按照實(shí)例1，當(dāng)SBL發(fā)出的紅光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在紅色信號同步調(diào)制下，在TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生紅色圖像；類似地，當(dāng)SBL發(fā)出的綠光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在綠色信號同步調(diào)制下，TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生綠色圖像；當(dāng)SBL發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)投影透鏡依次投射在TFT-LCD上時，在藍(lán)色信號同步調(diào)制下，TFT-LCD上像素依次逐行掃描，產(chǎn)生藍(lán)色圖像。在光變向器上微鏡轉(zhuǎn)動速度足夠快的情況下，紅、綠、藍(lán)三幅單色圖像合成為一幅彩色圖像。
實(shí)例5在圖5的虛擬式彩色顯示裝置中1是藍(lán)色LED，其中1B1是漫射板，1B2是藍(lán)色LED，1B3是反射板，藍(lán)色轉(zhuǎn)換部3B是藍(lán)光透射部，它讓藍(lán)光通過，在紅、綠色轉(zhuǎn)換部3R、3G上分別涂復(fù)熒光黃、馬格紅，5是0.9英寸透射式TFT-LCD，6L2是放大透鏡，7V是虛擬圖像，E是觀看者，其余同實(shí)例1。LED在工作時發(fā)出藍(lán)光，它通過漫射板均勻照射在光變向器上。當(dāng)藍(lán)光依次照射在3R、3G、3B上時，會依次產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光。與實(shí)例3工作原理類似，在5上形成彩色圖像。觀看者通過6L2觀看此彩色圖像，可看到放大的虛擬彩色圖像。
權(quán)利要求
1.一種場順序式背光照明系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)中包括光源、一個或兩個光變向器、彩色轉(zhuǎn)換屏和投影透鏡，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)三個色轉(zhuǎn)換部組成，光變向器在電的作用下，可以改變外光的出射方向，當(dāng)光源發(fā)出的光投射在光變向器上，在電的作用下，改變?nèi)肷涔獾某錾浞较?，使其依次照射在彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)三個色轉(zhuǎn)換部上，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光，紅、綠、藍(lán)光再通過各自的投影透鏡進(jìn)行投射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的場順序式背光照明系統(tǒng)，其特征在于光源為紫外光源或紫色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)色三個發(fā)光部組成，紅、綠、藍(lán)色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠、藍(lán)色發(fā)光材料，它們在紫外光或紫光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的場順序式背光照明系統(tǒng)，其特征在于光源為藍(lán)色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠色兩個發(fā)光部和一個藍(lán)光透射部組成，紅、綠色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠色發(fā)光材料，它們在藍(lán)光激發(fā)下分別發(fā)出紅、綠光，藍(lán)光透射部讓藍(lán)光通過。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的場順序式背光照明系統(tǒng)，其特征在于光源為藍(lán)綠色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠色兩個發(fā)光部和一個藍(lán)色濾光部組成，紅、綠色發(fā)光部上分別涂復(fù)有紅、綠色發(fā)光材料，紅色發(fā)光部在藍(lán)綠光激發(fā)下，發(fā)出紅光，綠色發(fā)光部在藍(lán)綠光中藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出綠光，并讓藍(lán)綠光中綠光通過，藍(lán)色濾光部上涂復(fù)有藍(lán)色濾光膜，藍(lán)色濾光部僅讓藍(lán)綠光中藍(lán)光通過，或者彩色轉(zhuǎn)換屏由一個紅色發(fā)光部和綠、藍(lán)色兩個濾光部組成，紅色發(fā)光部上涂復(fù)有紅色發(fā)光材料，它在藍(lán)、綠光激發(fā)下，發(fā)出紅光，綠、藍(lán)色濾光部上分別涂復(fù)有綠、藍(lán)色濾光膜，綠、藍(lán)色濾光部分別僅讓藍(lán)綠光中綠、藍(lán)光通過。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的場順序式背光照明系統(tǒng)，其特征在于光源為白色光源，彩色轉(zhuǎn)換屏由紅、綠、藍(lán)色三個濾光部組成，紅、綠、藍(lán)色濾光部上分別涂復(fù)有紅、綠、藍(lán)色濾光膜，紅、綠、 藍(lán)色濾光部分別僅讓白光中紅、綠、藍(lán)光通過。
6.一種彩色投影顯示裝置，其特征在于該裝置包括權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的場順序式背光照明系統(tǒng)、空間光調(diào)制器、投影放大透鏡和投影屏幕，場順序式背光照明系統(tǒng)發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光依次照射在空間光調(diào)制器上，在紅、綠、藍(lán)色信號同步調(diào)制下，在空間光調(diào)制器上形成場順序式彩色圖像，此彩色圖像再通過投影放大透鏡投射在投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色圖像。
7.一種直觀式彩色顯示裝置，其特征在于該裝置包括權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的場順序式背光照明系統(tǒng)、空間光調(diào)制器，場順序式背光照明系統(tǒng)所發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光依次照射在空間光調(diào)制器上，在紅、綠、藍(lán)色信號同步調(diào)制下，在空間光調(diào)制器上形成場順序式彩色圖像。
8.一種虛擬式彩色顯示裝置，其特征在于該裝置包括權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的場順序式背光照明系統(tǒng)、空間光調(diào)制器、放大透鏡，場順序式背光照明系統(tǒng)發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光依次照射在空間光調(diào)制器上，在紅、綠、藍(lán)色信號同步調(diào)制下，在空間光調(diào)制器上形成場順序式彩色圖像，人眼通過放大透鏡觀看彩色圖像，可看到尺寸更大的虛擬彩色圖像。
全文摘要
一種單SLM場順序式彩色顯示裝置，它采用電控型場順序式背光照明系統(tǒng)，進(jìn)行彩色顯示。照明系統(tǒng)由光源、一個或兩個光變向器、彩色轉(zhuǎn)換屏和投影透鏡組成，光變向器在電作用下，可改變?nèi)肷涔獾某錾浞较?，使其照射在彩色轉(zhuǎn)換屏的紅、綠、藍(lán)色轉(zhuǎn)換部上，依次產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)光。本裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，光利用率高，亮度高，無會聚問題，分辨率高，圖像質(zhì)量清晰、穩(wěn)定，可廣泛用于電視、監(jiān)視器、投影顯示器和虛擬顯示器。
文檔編號G02B27/18GK1412598SQ01135540
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者邱行中, 尹紹剛, 邱新萍 申請人:邱新萍