场顺序式双光阀彩色显示装置制造方法及图纸

一种双光阀彩色投影显示装置，其背光源由激发光源和发光轮组成。在激发光源和发光轮作用下，背光源发出红、绿、蓝光，它们分别投射在两个光阀上，一个光阀上顺序形成两种基色图像，另一个光阀上形成第三种基色图像或顺序形成颜色不同的两种基色图像，再合成为彩色图像，经投影放大透镜投射在投影屏幕上，形成更大的彩色图像。该装置具有亮度高、色纯好、分辨率高、图像清晰和成本低优点，可广泛用于电视、监视器、投影显示和虚拟显示。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于彩色显示装置，特别是场顺序式双光阀彩色显示装置的改进。随着HDTV的发展，彩色投影显示装置，特别是带背光源的彩色投影显示装置正发挥日益重要的作用。彩色投影显示装置是利用光学系统和投影空间将彩色发光图像放大并显示在投影屏幕上的装置。另外，带背光源的虚拟型彩色显示装置最近也发展很快。带背光源的彩色投影显示装置和虚拟型彩色显示装置采用的显示器件(光阀)主要是TFT-LCD和DMD，其中TFT-LCD又分为透射式TFT-LCD和反射式TFT-LCD(包括LCOS)。根据采用的光阀数量不同，TFT-LCD彩色投影显示装置分为单液晶屏式和三液晶屏式，DMD彩色投影显示装置分为单DMD式和三DMD式，另外还包括双DMD式。除单DMD式和双DMD式是场顺序式之外，单液晶屏式、三液晶屏式和三DMD式均是同时式。三液晶屏式和三DMD式彩色投影显示装置亮度高，图像质量好，但光学系统，特别是分色系统较复杂，并需要采用三个显示器件，因此成本高，同时红、绿、蓝三色图像会聚要求较高。单液晶屏式彩色投影显示装置简单，不存在图像会聚问题，但对光学元件要求更严格，另外红、绿、蓝三个子像素都集中在一个液晶屏上，液晶屏成本高得多。单DMD式彩色投影显示装置最简单，它仅仅采用一个红、绿、蓝三色滤色轮进行分色，但亮度很低，三DMD式相比，亮度要低得多，图像质量较差。双DMD式彩色投影显示装置采用一个黄、品红双色滤色轮和分色棱镜进行分色，其优缺点介于三DMD式和单DMD式之间，即与单DMD式相比，亮度较高，但成本也较高，与三DMD式相比，亮度较低，但成本也较低。本专利技术的目的在于解决现有的场顺序式双光阀彩色投影显示装置，包括虚拟型彩色显示装置中存在的上述缺点。在本专利技术的显示装置中使用旋转彩色发光轮(以下简称旋转发光轮或发光轮)取代滤色轮，用具有能激发发光材料发光的光源(以下简称激发光源)取代白色光源，可实现这一目的。下面进行详细说明。三液晶屏式彩色投影显示装置的原理是把来自光源的白色光通过分色镜分成红、绿、蓝三色光，分别照射到各自对应的液晶屏上，在三块液晶屏中像素分别经红、绿、蓝三种基色信号调制，产生红、绿、蓝三幅单色图像，经过会聚后，合成为彩色图像，最后通过投影放大透镜投射到投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色图像。三液晶屏式彩色投影显示装置的亮度高，图像质量好，但装置较复杂，对图像会聚要求高。单液晶屏式彩色投影显示装置的原理是把来自光源的白色光通过三个倾斜排列的分色镜等分成红、绿、蓝三色光，分别使其以一定的角度照射在液晶屏上，再通过微透镜阵列板将红、绿、蓝光聚焦在各自的红、绿、蓝像素上，经红、绿、蓝三种基色信号调制后，产生彩色图像，此彩色图像再通过投影放大透镜投射到投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色图像。单屏式彩色投影显示装置简单，不需要会聚，但对分色光学系统和光学元件的要求更复杂和更严格。另外在单液晶屏式彩色投影显示装置中虽然只使用一个液晶屏，但是为了获得与三液晶屏式同样的分辨率，其像素数是三液晶屏式中液晶屏像素数的三倍，因此成本较高。DMD是不久前出现并迅速发展的一种极有前途的新型显示器件，与液晶屏式彩色投影显示装置相比，DMD式彩色投影显示装置具有更优良的特性，其缺点是DMD制造工艺复杂，成本高于TFT-LCD(包括LCOS)，因此DMD式彩色投影显示装置成本高于液晶屏式。三DMD式原理类似于三屏式，即它也是把来自光源的白色光通过分色镜等分成红、绿、蓝三色光，再分别照射到各自对应的DMD上，在三个DMD中微镜(即像素)分别经红、绿、蓝基色信号调制后，产生红、绿、蓝单色图像，再经会聚、合成，最后投射到投影屏幕上形成尺寸更大的彩色图像。三DMD式结构与三屏式类似，主要区别是三块液晶屏被三个DMD代替。但在三液晶屏式中液晶屏可用透射方式，也可用反射方式，在三DMD式中DMD只可用反射方式。三DMD式缺点和三液晶屏式大致相同。为了降低成本，出现了单DMD和双DMD彩色投影显示装置。单DMD式采用一个DMD和具有红、绿、蓝光成分的白色光源，在光源和DMD之间加入一个高速旋转的滤色轮，滤光轮上分成红、绿、蓝色滤光区。当滤色轮转动时，它依次将白光转换为红、绿、蓝色光。当滤色轮转到红色滤光区时，白光通过红色滤光膜，成为红光，照射在DMD上，DMD受到红色信号同步调制，显示红色图像，类似地，当滤色轮转到绿色滤光区时，显示绿色图像，转到蓝色滤光区时，显示蓝色图像。在滤色轮转速足够快的情况下，因人眼视觉暂留特性，形成彩色图像。单DMD式使用滤色轮分色，通过场顺序方式进行彩色显示，因此亮度显著降低。与三DMD式相比，单DMD式图像质量较差。但其结构简单，成本低，红、绿、蓝单色图像不需要会聚。双DMD式彩色投影显示装置采用两个DMD，一个是红光用DMD，另一个是绿、蓝光用DMD，并用黄、品红双色滤色轮和分光棱镜(CSP)代替红、绿、蓝滤色轮进行分色，经滤色轮分色后的黄光经整体内反射棱镜(TIRP)，再经分色棱镜分光后，红光投射到红光用DMD，绿光投射到绿、蓝光用DMD，经滤色轮分色后的品红色光经TIRP，再经CSP分光后，红光仍投射到红光用DMD，蓝光投射到绿、蓝光用DMD，红光用DMD上微镜在红色信号调制下，同步依次逐行扫描，产生红色图像。绿、蓝光用DMD上微镜分别在绿色和蓝色信号调制下，同步依次逐行扫描，顺序产生绿、蓝色图像。在发光轮转速足够快的条件下，红、绿、蓝色图像再通过CSP和TIRP后，合成为全彩色图像。它再经投影放大透镜投射到投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色图像。本专利技术的双光阀式彩色投影显示装置中包括由激发光源和旋转发光轮组成的背光源、投影透镜、分色和合色系统、两个光阀、投影放大透镜和投影屏幕，在激发光源和旋转发光轮的作用下，背光源产生红、绿、蓝三种基色光，红、绿、蓝光通过投影透镜和分色系统分别投射在两个光阀上，其中两种基色光顺序投射在一个光阀上，形成两种基色图像，第三种基色光投射或颜色组合不同于前的两种基色光顺序投射在另一个光阀上，形成第三种基色图像或者颜色组合不同于前的两种基色图像，它们再通过合色系统合成为彩色图像，最后彩色图像通过投影放大透镜投射在投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色图像。例如激发光源为紫外光源，发光轮上有一组或顺序分成多组发光区，每组发光区由两个发光区组成，其中一个发光区上涂复一种或两种基色发光材料，另一个发光区上涂复另外两种或颜色组合不同于前的两种基色发光材料，它们在紫外光激发下分别发出相应的基色光，光阀为两个数字微镜器件或两个液晶显示器件或一个为数字微镜器件，另一个为液晶显示器件，在最后一种情况情况下，顺序显示两种基色图像的光阀为数字微镜器件，显示一种基色图像的光阀为液晶显示器件。例如发光轮上一个发光区是黄色发光区，其上涂复红、绿色发光材料，另一个发光区是青色发光区，其上涂复绿、蓝色发光材料，它们在紫外光激发下分别发出黄色光和青色光，或者一个发光区上涂复红、绿色发光材料，另一个发光区上涂复红、蓝色发光材料，它们在紫外光激发下分别发出黄色光和品红色光，或者一个发光区上涂复绿色发光材料，另一个发光区上涂复红、蓝色发光材料，它们在紫外光激发下分别发出绿色光和品红色光。以发光区是黄色和青色，其工作原理说明如下当发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色投影显示装置，其特征在于该装置中包括由激发光源和旋转发光轮组成的背光源、投影透镜、分色和合色系统、两个光阀、投影放大透镜和投影屏幕，在激发光源和旋转发光轮的作用下，背光源产生的红、绿、蓝三种基色光通过投影透镜和分色系统分别投射在两个光阀上，其中两种基色光顺序投射在一个光阀上，形成两种基色图像，第三种基色光投射或颜色组合不同于前的两种基色光顺序投射在另一个光阀上，形成第三种基色图像或者颜色组合不同于前的两种基色图像，它们再通过合色系统合成为彩色图像，最后彩色图像通过投影放大透镜投射在投影屏幕上，形成尺寸更大的彩色图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱行中，尹绍刚，邱新萍，
申请(专利权)人：邱新萍，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]