[發明專利]一種LCOS投影顯示系統

有效

• 申請號: 200910251606.1
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101762956A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 胡大文
• 申請（專利權）人: 武漢全真光電科技有限公司
• 主分類號: G03B21/00
• 分類號: G03B21/00;G06F3/042
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 田興中

【技術領域】

本發明涉及投影顯示領域，尤其是涉及可進行一個或多個觸點檢測功能 的LCOS投影顯示裝置(Liquid?Crystal?On?Silicon?projection?system，簡稱 LCOS投影顯示裝置)。

【背景技術】

投影顯示系統可以接收來自外部視頻設備的圖像信號，并將放大圖像投 影到顯示屏上，其適于用來向大量觀眾介紹一些信息。一般來說，投影顯示 系統包括光源、光學引擎(Light?engine)、控制器和顯示屏。當外部圖像信 號輸入投影顯示系統時，所述控制器將獲取所述圖像的像素信息(比如顏色 和灰度)，并控制所述光學引擎內的圖像部件的運行以再現或重構所述圖像。 所述光學引擎內的圖像部件通過組合或調制三原色圖像以重構出全色圖像， 之后將所述全色圖像投影至所述顯示屏上。

目前常用的主要有三種投影顯示系統，第一種可以被稱為液晶投影顯示 系統(liquid-crystal-display?projection?display?system，簡稱LCD投影顯示 系統)。所述LCD投影顯示系統包括有許多像素，每個像素都是在兩透明 面板之間填充液晶而形成的。所述液晶可以作為光閥或光門，透過每個像素 的光量是由施加于該像素的液晶上的極化電壓(Polarization?Voltage)決定的。 通過調制這個極化電壓，可以控制圖像的亮度或灰度等圖像參數。對于彩色 圖像，從白色光源分離出的三原色光分別被引導透過三個LCD面板。基于 所述控制器獲取到的像素信息，每個LCD面板顯示所述圖像的三原色(紅、 綠和藍)中的一種。隨后，這些三原色圖像在所述光學引擎中被重構或組合 為全色圖像。之后，通過投影鏡頭(Projection?lens)對所述重構圖像進行校 準和放大，并直接或間接投影到顯示屏上。

第二種可以被稱為數字光處理投影顯示系統(digital?light?processing? projection?display?system，簡稱DLP投影顯示系統)。所述DLP投影顯示 系統的核心器件為由微鏡陣列組成的數字微鏡器件(Digital?Micromirror? Device，簡稱DMD)，所述微鏡陣列中的每個微鏡均可代表或對應圖像的 一個像素。與LCD投影顯示系統中的透射投影技術不同，DLP投影顯示系 統采用的是反射投影技術。通過調整每個微鏡的鏡片角度從而可將光導入或 導出所述投影鏡頭，進而控制到達所述投影鏡頭的每個像素的光量。通過將 光源穿過旋轉色輪(Color?wheel)可以得到圖像顏色，具體來講，所述色輪 具有紅、綠和藍三原色，當光線通過色輪的紅色部分的時候，投影出來的圖 像是一幅全紅色的灰度圖像，藍色和黃色同理。在色輪的快速旋轉時，則可 以得到一副副三原色圖像，在三原色圖像被投影后，由于人眼有視覺殘留的 特性，我們就可以觀察到由紅黃藍三原色疊加的全彩色圖像。

第三種可以被硅基液晶投影顯示系統(Liquid?Crystal?On?Silicon? projection?system，簡稱LCOS投影顯示裝置)。與LCD投影顯示系統的 透射投影和DLP投影系統的反射投影不同，在LCOS投影顯示裝置中，液 晶層設置于透明薄膜晶體管(thin-film?transistor，簡稱TFT)層和硅半導體 層之間。所述硅半導體層具有反射表面，在光線照到LCOS器件上時，所述 液晶將工作為光閥或光門，從而控制到達其下的硅半導體反射表面的光量， 所述硅半導體反射表面則對照射到其上的光線進行反射。從某種意義上講， LCOS投影類似于LCD投影和DLP投影的結合。

LCOS投影顯示裝置中的顏色原理與LCD投影顯示系統中的類似。將 白色光源透過一系列波長選擇分色鏡或濾光器可將其分離為三原色光。這些 三原色光通過一組極化分光鏡(polarized?beam?splitter，簡稱PBS)轉向至 負責該原色的LCOS器件上，比如藍色光被導入藍色LCOS器件上，紅色光 被導入紅色LCOS器件上，綠色光被導入綠色LCOS器件上。所述LCOS 器件根據圖像中的每個像素中定義的灰度值來調制每個像素的液晶的極化 電壓，并反射原色圖像。之后，這三原色圖像在被重構或組合為全色圖像， 最后，通過投影鏡頭對所述重構全色圖像進行校準和放大，并直接或間接投 影到顯示屏上。