[发明专利]彩色液晶显示投影系统

说明书

本发明涉及彩色液晶显示投影系统，它包括：一块带有平面阵列显示单元用于光的调制以产生显示输出的液晶板；一块用于收集来自该液晶板的显示输出并将其投影在显示屏上的投影透镜；用于将三种不同颜色的照明光束射向该液晶板以使其由互不相同的方向入射在液晶板上的照明装置；其中液晶板在其输入一侧配备有微透镜单元阵列，通过它将三种不同颜色的输入光射在阵列中对应组的显示单元上；并且其中该阵列的每个微透镜单元与三个一组毗连的显示单元相关联，而且一种颜色的输入光通过此微透镜单元射向其关联组的一个显示单元，其余两种颜色的输入光则分别以不同的角度通过此微透镜单元射向该关联组的其余两个显示单元。

这种类型的投影系统，可以从EP-A-0465171中了解到。在其所描述的实施例中，包括例如金属卤化物弧光灯在内的白光光源，所产生的通常为平行的白光光束，被射向其平面以互不相同的倾斜角度配置的一组三个二向色反射镜。这些二向色反射镜分别产生的蓝、绿、红三种不同颜色的光束，被射向液晶板输入一侧，以致于这三条光束在液晶板区域中重叠，并且由三个不同的方向入射在液晶板上，例如中心光束垂直到达液晶板，而其余两条侧光束相对此中心光束倾斜。液晶板在其玻璃基片之一外表面上输入一侧，带有与之邻接的微透镜阵列，以至于其距显示单元阵列的距离，是由该基片的厚度决定的。阵列中的每一微透镜单元，覆盖一组构成蓝、绿、红显示单元的形成一排显示单元阵列的或者散布于两排的三角形的三个直接毗连的液晶显示单元，并且用来会聚并引导来自蓝、绿、红三条不同颜色输入光束中每条光束的光，通过这三个显示单元的对应的一个单元。这些显示单元将根据适当地施加的蓝、绿、红视频信号对所通过的光进行调制，而且来自阵列中所有显示单元的被调制的光输出如此照明，被投影透镜收集以投影在显示屏上。

此投影系统有许多点胜过已有的其它各种彩色液晶投影系统。与使用三块分开的液晶板且其每一液晶板可对相应颜色的光运转的那种系统相比，此投影系统中元件的数量和复杂性当然会显著地降低，尽管液晶板上显示单元的密度要有提供同样显示分辨率的三倍那样大。与使用单独液晶板的普通彩色液晶投影系统相比，后者的彩色是靠使用蓝、绿、红的彩色微滤光片阵列与显示单元阵列相结合并以白光照明光束来得到的，因此由于普通系统中约三分之二的输入光将被该彩色滤光片吸收或者反射，故对给定的光源来说，此投影系统的光输出、以及因而其亮度就要大大地提高。

然而，EP-A-0465171中描述的系统，其缺点是从液晶板输出一侧出射的光比输入光具有更大的离散。由于从液晶板输出的光的离散和从液晶板出射的蓝、绿、红三光束彼此之间的角度，故需要具有比较大角度(数值)孔径的投影透镜，除了尺寸大之外，其价格昂贵且制造复杂。输出光离散导致进一步的缺点是，为了产生出比较好质量的显示，观察屏应当具有足够的光漫射性能，以使蓝、绿、红光束在观察者眼中能够重叠。

本发明的目的在于提供上述那种系统的改进的投影显示系统。

根据本发明，一种如开头一段描述的那种投影系统，其特征在于：该液晶板包括与该微透镜单元阵列隔开配置的光学偏转单元阵列，靠近于显示单元的平面，此偏转单元至少能使来自每一微透镜单元的两种颜色光的方向偏转，以在液晶板的输出一侧，将来自关联组显示单元的三种颜色光各自的方向引向一共同方向。

最好将偏转单元阵列配置成，使来自每一微透镜单元的三种颜色光中至少两种光的方向偏转，从而，使液晶板输出一侧三种颜色光的方向基本上相互平行。

本发明至少在某种程度上能够克服以上指出的缺点。例如，就EP-A-0465171中描述的实施例而论，其中每组显示单元包括排成一排的三个显示单元，而且液晶板被垂直其入射的中心(绿)光束和两侧的(红、蓝)光束照射，且此两侧光束的方向对于中心光束轴线两侧以等量倾斜。微透镜单元中的每一个将中心光束聚焦在其关联组的居中的显示单元上，并将两侧的光束分别聚焦在其余两个显示单元上；入射在微透镜阵列上的两侧光束的入射角度，是根据显示单元的间距和微透镜单元的焦距确定的。随之而来的每一显示单元的光输出被发散，而且来自居中显示单元两侧的两个显示单元的光输出的中心线，相对于居中显示单元的光输出中心线倾斜，从而造成由液晶板出射的输出光显著地离散。