專利名稱：使用單色液晶顯示器的液晶投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶投影儀。更具體講，本發(fā)明涉及一種使用單色LCD(液晶顯示器)的液晶投影儀。
一般說來，液晶投影儀是一種用于在屏幕上顯示視頻圖像的裝置。這是通過使白光從液晶的后方照射到液晶上完成的。而后，使用電信號將形成在液晶內(nèi)的視頻圖像投射到屏幕上。按照常規(guī)，液晶投影儀使用三個液晶顯示器以便得到清晰的視頻圖像。使用三個顯示器的原因在于一個液晶顯示器的分辨率對于大屏幕是不夠高的。
以下將參照圖1說明使用黑白液晶顯示器(LCD)的常規(guī)的液晶投影儀的操作。如圖1的方框圖所顯示的那樣，使用黑白LCD的現(xiàn)有技術(shù)的液晶投影儀包括一個燈1和一個濾光器2。濾光器2將來自燈的光進行濾光并將白光輸出給第一反射部分3。聚光器透鏡組4將以紅、綠和藍成分將第一反射部分3反射的光聚光。而后，LCD部分根據(jù)加到LCD部分5上的視頻圖像調(diào)制被聚光的光成分，從而輸出相應的視頻圖像。第二反射部分6將從LCD部分5接收的視頻調(diào)制的光成分組合成合成視頻圖像。最后，投影儀透鏡12將合成視頻圖像投射到屏幕(未示出)上。
第一反射部分3進一步包括三個二向色反射鏡31、33和35。第一二向色反射鏡31只反射從被濾光的白色光所接收到的紅光成分，而將其它的光成分傳送給反光鏡33。第二二向反射鏡33只反射從穿過第一二向色反射鏡31的光成分中所接收到的藍光成分，而將其它光成分傳送給反射鏡35。而后，反光鏡35反射從穿過第二二向透反光鏡33的光成分中接收到的綠光成分。
聚光器透鏡組4進一步包括三個聚光器透鏡41、43和45。第一聚光器透鏡41將由第一反射部分3反射的入射紅光進行聚光。同樣，第二聚光器透鏡43將由第一反射部分3反射的入射藍光進行聚光。最后，第三聚光器透鏡45將還是由第一反射部分3反射的入射綠光進行聚光。
LCD部分5是由若干黑白LCD構(gòu)成的，進一步包括三個LCD部分51、53和55。第一個LCD部分51根據(jù)加到LCD部分5上的視頻信號對由聚光鏡透鏡組4輸出的紅光束進行調(diào)制，由此輸出紅色視頻圖像。同樣，第二個LCD部分53根據(jù)所加的視頻信號對由聚光鏡透鏡組4輸出的藍光束進行調(diào)制，由此輸出藍色視頻圖像。最后，第三個LCD部分55根據(jù)所加的視頻信號對由聚光鏡透鏡組4輸出的綠光束進行調(diào)制，從而輸出綠色視頻圖像。
第二反射部分6進一步包括三個反光鏡61、63和65，換句話講，所提供第二反光鏡61是為了反射由LCD部分5輸出的紅色視頻圖像。此外，在第二反射部分6中還提供了反射藍色視頻圖像的第三二向色反光鏡63和反射綠色視頻圖像的第四二向色反光鏡65。最后，投影透鏡12將由第二反射部分6反射的所有的視頻圖像組合起來并將相應的彩色視頻信號投射在屏幕上。
在上述已有技術(shù)的投影儀中，由燈1發(fā)射的光在通過濾光鏡2時被轉(zhuǎn)化成白光。而后，這白光入射到第一反射部分3的第一二向色反光鏡31上。二向色反光鏡是一種反射預定波長范圍內(nèi)的顏色的光而同時又允許預定波長范圍以外的光從中穿過的專門的反射鏡。
這樣，在入射到第一二向色反光鏡31上的白光當中，只有紅光成分被反射并入射到第一聚光鏡透鏡41上。同樣，其它波長的光成分穿過二向色反光鏡31并入射到第二二向色反光鏡33上。而后在入射到第二二向色反光鏡33上的二種光成分之中，只有藍光成分被反射并入射到第二聚光鏡透鏡43上。結(jié)果，只有綠光成分通過二向色反光鏡33，而后被反射鏡35反射。而后，被反光鏡35反射的光成分入射到第三聚光鏡透鏡45上。
第一聚光鏡透鏡41通過將由第一二向色反光鏡31反射的紅光匯聚到第一LCD 51上來只將紅色視頻圖像輸出給第二反射鏡61。而后LCD 51根據(jù)所加的視頻信號對這光進行調(diào)制。同樣，第二聚光鏡透鏡43將藍色匯聚到第二LCD 53上，第二LCD 53將藍色視頻圖像輸出給第三二向色反光鏡63。最后，第三聚光鏡透鏡45將綠光匯聚到第三LCD 55上，第三LCD 55將綠色視頻圖像輸出給第四二向色反光鏡65。
輸出給第二反射鏡61的紅色視頻圖像被反射，并入射到第三二向色反光鏡63上。第三二向色反射鏡63讓由第二反射鏡61反射的紅色視頻圖像透過并反射由第二LCD 53輸出的藍色視頻圖像，由此，輸出被合成的紅色和藍色視頻圖像給第四二向色反光鏡65。第四二向色反光鏡65讓由第三二向色反光鏡63反射的組合的紅色和藍色視頻圖像透過，反射由第三LCD 55輸出的綠色視頻圖像，這樣將組合的紅色、藍色和綠色視頻圖像輸出給投影儀鏡頭12。于是，投影儀鏡頭12將這種組合的紅、藍和綠色視頻圖像投射在屏幕上。
在使用一個黑白LCD的已有技術(shù)的液晶投影儀中，并使用了兩個二向色反光鏡和一個反射鏡來分離白光。此外，要組合彩色視頻圖像還要使用二個二向色反光鏡和另外一個反射鏡。因此，使用一個黑白LCD的已有技術(shù)的投影儀一直有一些缺點，這些缺點就是因為使用許多價格昂貴的二向色反光鏡而使其制造成本太高。此外，這種投影儀由于使用許多二向色反光鏡和反射鏡而使其結(jié)構(gòu)復雜并且體積龐大。
本發(fā)明的一個重要的根本的優(yōu)點在于提供了一種設(shè)備，這種設(shè)備大體上消除了所述的已有技術(shù)設(shè)備的一個或多個局限性和缺點。具體講，本發(fā)明涉及一種價格低體積小的使用一個單色液晶顯示器(LCD)的液晶投影儀。
本發(fā)明附加的特性和優(yōu)點將在以下的說明中加以陳述，這些特性和優(yōu)點部分地由這種說明可以很清楚地看到，或者通過實施本發(fā)明而了解到。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點利用在所撰寫的說明書和權(quán)利要求書以及附圖中所具體指出的裝置可以實現(xiàn)和獲得。
為了獲得本發(fā)明的這些和其它一些優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如所具體實施的和概括地描述的那樣，本發(fā)明包括一液晶投影儀。該投影儀中包括一個用于發(fā)光的光源和一個將由光源發(fā)出的光進行濾光并輸出白光的濾光裝置。一個聚光器裝置使由濾光器裝置輸出的白光聚光并輸出經(jīng)過聚光的白光。還包括一個由一系列單色LCD構(gòu)成的LCD裝置。這些LCD裝置的每一個都包括一個用于將經(jīng)過聚光的白光濾光的顏色濾光器。而后，LCD裝置根據(jù)加到該LCD裝置上的視頻信號調(diào)制由聚光器裝置輸出的經(jīng)過聚光的白光，從而由此輸出視頻圖像。而后，一個反射裝置將由LCD裝置輸出的每一幅視頻圖像組合并輸出組合的彩色圖像。最后，一個投影裝置將由反射裝置輸出的組合的彩色視頻圖像投影到屏幕上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，液晶投影儀包括一個發(fā)光的光源，以及一個將由光源發(fā)出的光進行濾光并輸出白光的濾光裝置。第一聚光器裝置將由濾光裝置輸出的白光聚光并輸出經(jīng)過聚光的白光。其中還包括一個具有用于將經(jīng)過聚光的白光濾光的紅、綠和藍色濾光器的LCD裝置。這些顏色濾光器而后根據(jù)加到LCD裝置上的視頻信號對由聚光器裝置輸出的經(jīng)過聚光的白光進行調(diào)制，從而由此輸出一個紅色視頻圖像、一個綠色視頻圖像和一個藍色視頻圖像。接著，第二聚光器裝置將由LCD裝置輸出的紅色視頻圖像、藍色視頻圖像和綠色視頻圖像聚光并輸出相應的經(jīng)過聚光的視頻圖像。一個反射裝置將由第二聚光器裝置輸出的經(jīng)過聚光的紅色、綠色和藍色視頻圖像組合并輸出一個合成彩色視頻圖像。最后，一個投影裝置將由反射裝置輸出的合成彩色視頻圖像投影在一個屏幕上。
當然，前面所述的一般性說明和以下詳細的說明都是示范性的和說明性的，目的在于提供對所要求保護的發(fā)明所作的進一步的解釋。
包括在其中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖與說明書一起說明了本發(fā)明的若干實施例，并用于說明本發(fā)明的目的、優(yōu)點和原理。
圖1是說明使用一個黑白液晶顯示器(LCD)的已有技術(shù)的液晶投影儀的方塊圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的使用單色LCD的液晶投影儀的視圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的使用單色LCD的液晶投影儀的視圖。
現(xiàn)在將參照


本發(fā)明的若干實施例。圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例的使用單色LCD的液晶投影儀。該液晶投影儀包括燈1和使由燈1發(fā)出的光濾光并輸出白光的濾光器部分7。而后聚光器透鏡組4進行聚光并輸出三束白光。緊接著將被聚光的白光分離成三原色光。然后，LCD部分8根據(jù)加到LCD部分8上的視頻信號輸出相應于分離出的三原色光的視頻圖像。而后，反射部分6將輸出的視頻圖像組合并將合成的視頻圖像輸出給投影儀鏡頭12。最后，投影儀鏡頭12接著將合成視頻圖像投影在屏幕10上。
燈1進一步包括安裝在燈1的兩側(cè)的反射鏡11。反光鏡11反射散射光并將這種光匯聚到預定區(qū)域。濾光器部分7包括第一濾光器71、第二濾光器73和第三濾光器75。濾光器71、73和75的每一個將由燈1輸出的光進行濾光并輸出白光。此外，聚光器透鏡組4進一步包括第一聚光器透鏡41、聚光器透鏡43和聚光器透鏡45。三個聚光鏡透鏡41、43和45的每一個分別將由濾光器71、73和75中的一個輸出的白光聚光。
LCD部分8使用三個分別對應于三原色光之中的一具體顏色的多個LCD。換句話講，LCD部分8包括一個具有一個單色LCD和一個紅色濾光器的紅色LCD 81、一個具有一個單色LCD和一個藍色濾光器的藍色LCD 83和一個具有一個單色LCD和一個綠色濾光器的綠色LCD 85。上述這些顏色的濾色器的每一種顏色都在黑白LCD的三原色之中。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯然還可以使用其它結(jié)構(gòu)的用于處理由聚光器透鏡組4輸出的白光的單色LCD和顏色濾光器。
反射部分6包括一個用于反射由紅色LCD 81輸出的紅色視頻圖像的第一反射鏡61。還包括一個用于反射由藍色LCD 82輸出的藍色視頻圖像的第一二向色反光鏡63和一個用于反射由綠色LCD 83輸出的綠色視頻圖像的第二二向色反光鏡65。反射部分6將合成的彩色視頻圖像輸出給投影儀鏡頭12。
現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例的使用一個單色LCD的液晶投影儀的操作。當接通電源啟動該液晶投影儀時，濾光器部分7從由燈1發(fā)出的白光中濾出紅外線。這部分經(jīng)過濾光的光是白光，而后入射到聚光器透鏡組4上。由第一聚光器透鏡41將來自第一濾光器71的白光匯聚到紅色LCD 81上。而后，紅色LCD 81根據(jù)所加的視頻信號對光進行調(diào)制，由此從被聚光的白光中只輸出紅色視頻圖像。此外，由第二聚光器透鏡43將來自第二濾光器73的白光匯聚到藍色LCD 83上。而后，藍色LCD 83根據(jù)所加視頻信號對光進行調(diào)制，由此從被聚光的白光中只輸出藍色視頻圖像。同樣，由第三聚光器透鏡45將來自第三濾光器75的白光匯聚到綠色LCD 85上。而后，綠色LCD 85根據(jù)所加的視頻信號對光進行調(diào)制，由此從被聚光的白光中輸出綠色視頻圖像。
而后，被LCD部分8分離出的視頻圖像入射到第二反射部分6上，并被合成以形成原始彩色視頻圖像。而后，由投影儀鏡頭12將合成的彩色視頻圖像投影到屏幕10上。也就是說，由紅色LCD 81輸出的紅色視頻圖像被反射部分6的反射鏡61反射并入射到第一二向色反光鏡63上。第一二向色反光鏡63使被反射鏡61反射的紅色視頻圖像透過，并反射由藍色LCD83輸出的藍色視頻圖像，借此，輸出組合的紅和藍視頻圖像給第二二向色反光鏡65。第二二向色反光鏡65使由第一二向色反光鏡63輸出的合成的紅和藍視頻圖像透過并反射由綠色LCD 85輸出的綠色視頻圖像，從而輸出合成的紅、藍和綠色視頻圖像。這樣，投影儀鏡頭12將合成的紅、藍和綠色視頻圖像投影到屏幕10上。
圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例的一種液晶投影儀。如圖3所示，可以將第二聚光器透鏡組9安裝到LCD部分8的輸出端以便增強由LCD部分8輸出的每一幅視頻圖像的屏幕質(zhì)量。第二聚光器透鏡組9還包括一個用于將由紅色LCD 81輸出的紅色視頻圖像聚光的第四聚光器透鏡91、一個用于將由藍色LCD 83輸出的藍色視頻圖像聚光的第五聚光器透鏡93以及一個用于將由綠色LCD 85輸出的綠色視頻圖像聚光的第六聚光器透鏡95。結(jié)果，通過將由LCD81、83和85的每一個輸出的紅、藍和綠色視頻圖像聚光并將這些視頻圖像輸出給反射部分6可以將具有清晰的屏幕質(zhì)量的彩色視頻圖像投影到屏幕10上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例使用單色LCD的液晶投影儀的作用在于它可以減少生產(chǎn)成本和投影儀的尺寸。具體講，這是通過安裝若干個將白光濾光成為對應于黑白LCD的三原色光的光成分的附加顏色濾光器完成的。因此，使用較低成本的二向色反光鏡可以再現(xiàn)對應于每一種這些光成分的視頻圖像。此外，通過將一些附加的聚光器透鏡安裝在LCD 8上可以獲得具有清晰的屏幕質(zhì)量的彩色視頻圖像。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從對這里公開的發(fā)明所作的說明和實踐的研究來了解本發(fā)明的其它一些實施例將是顯而易見的。這里的說明和例子只是用作舉例，而本發(fā)明的實際的范圍和精神是由權(quán)利要求書來表達的。
權(quán)利要求
1.一種液晶投影儀，包括一個用于發(fā)光的光源；用于將由光源發(fā)出的光進行濾光并輸出白光的濾光裝置；用于將由濾光裝置輸出的白光聚光并輸出經(jīng)過聚光的白光的聚光器裝置；由一系列單色LCD構(gòu)成的液晶顯示器(LCD)裝置，每個單色LCD包括一個用于將經(jīng)過聚光的白光進行濾光的顏色濾光器，在其中LCD裝置根據(jù)加在該LCD裝置上的視頻信號對由聚光器裝置輸出的經(jīng)過聚光的白光進行調(diào)制，從而輸出視頻圖像；用于將由LCD裝置輸出的每個視頻圖像合成并輸出合成的彩色視頻圖像的反射裝置；以及用于將由反射裝置輸出的合成彩色視頻圖像投影到屏幕上的投影裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀，其中所述LCD裝置由三個單色LCD構(gòu)成，每個單色LCD包括一個對應于光的三原色之一的顏色濾光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影儀，其中所述濾光器裝置包括一個第一濾光器、一個第二濾光器和一個第三濾光器，每一個濾光器都用于將由光源輸出的光進行濾光并輸出白光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影儀，其中所述聚光器裝置包括一個用于將由第一濾光器輸出的白光聚光的第一聚光器透鏡、一個用于將由第二濾光器輸出的白光聚光的第二聚光器透鏡、和一個用于將由第三濾光器輸出的白光聚光的第三聚光器透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影儀，其中所述LCD裝置包括一個第一單色LCD，具有由一個紅色濾光器構(gòu)成的一個顏色濾光器，用于根據(jù)所加的視頻信號對從第一聚光器透鏡輸出的經(jīng)過聚光的白光進行調(diào)制，從而輸出紅色視頻圖像；一個第二單色濾光器LCD，具有由一個藍色濾光器構(gòu)成的一個顏色濾光器，用于根據(jù)所加的視頻信號對由第二聚光器透鏡輸出的經(jīng)過聚光的白光進行調(diào)制，從而輸出藍色視頻圖像；以及一個第三單色LCD，具有由一個綠色濾光器構(gòu)成的一個顏色濾光器，用于根據(jù)所加的視頻信號對由第三聚光器透鏡輸出的白光進行調(diào)制，從而輸出綠色視頻圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影儀，其中所述反射裝置包括一個用于反射由第一LCD輸出的紅色視頻圖像的反射鏡；一個用于使被所述反射鏡反射的紅色視頻圖像透過而反射由第二LCD輸出的藍色視頻圖像、從而輸出一種合成的紅和藍色視頻圖像的第一二向色反光鏡；以及一個用于使由第一二向色反光鏡輸出的所述合成的紅和藍色視頻圖像透過而反射由第三LCD輸出的綠色視頻圖像、從而輸出一種合成的紅、綠和藍色視頻圖像的第二二向色反光鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀，其中所述投影裝置包括一個用于將由所述反射裝置輸出的合成的彩色視頻圖像投影到屏幕上的投影儀鏡頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀，其中所述光源還包括一個安裝在光源的兩側(cè)、用于反射由光源輸出的光并將由光源輸出的光匯聚到一個預定的區(qū)域的反射鏡。
9.一種液晶投影儀，包括一個用于發(fā)光的光源；用于將由光源發(fā)出的光進行濾光并輸出白光的濾光裝置；用于將由濾光裝置輸出的白光聚光并輸出經(jīng)過聚光的白光的第一聚光器裝置；液晶顯示器(LCD)裝置，具有紅、綠和藍色濾光器，并用于將經(jīng)過聚光的白光濾光并用于根據(jù)加到LCD裝置上的視頻信號對由聚光器裝置輸出的經(jīng)過聚光的白光進行調(diào)制，從而輸出紅色視頻圖像、藍色視頻圖像和綠色視頻圖像；用于將由LCD裝置輸出的紅色視頻圖像、藍色視頻圖像和綠色視頻圖像聚光并輸出相應的經(jīng)過聚光的視頻圖像的第二聚光器裝置；用于將由第二聚光器裝置輸出的紅色的、藍色的和綠色的經(jīng)過聚光的視頻圖像組合并且輸出合成的彩色視頻圖像的反射裝置；以及用于將由反射裝置輸出的合成的彩色視頻圖像投影到屏幕上的投影裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影裝置，其中所述第二聚光器裝置包括一個用于將由LCD裝置輸出的紅色視頻圖像聚光的第一聚光器透鏡；一個用于將由LCD裝置輸出的藍色視頻圖像聚光的第二聚光器透鏡；以及一個用于將由LCD裝置輸出的綠色視像聚光的第三聚光器透鏡。
全文摘要
一種使用單色液晶顯示器裝置(LCD)的液晶投影儀。該液晶投影儀包括一個用于將由光源發(fā)出的光濾光并輸出白光的濾光器。一個聚光器透鏡組然后將該白光聚光，接下去將被聚光的白光用顏色濾光器分離成為三原色光并加到由單色LCD構(gòu)成的LCD部分上。LCD部分根據(jù)所加的視頻信號分離出的對應于三原色光輸出視頻圖像。反射部分然后將被輸出的視頻圖像組合并將合成的視頻圖像輸出給一個投影儀透鏡。最后，該投影儀透鏡將合成視頻圖像投影到一個屏幕上。
文檔編號G02F1/13GK1158538SQ9612389
公開日1997年9月3日 申請日期1996年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月11日
發(fā)明者徐仁石 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會社