[其他]顯示系統

無效

• 申請號: 87106408
• 申請日: 1987-08-19
• 公開（公告）號: CN87106408A
• 公開（公告）日: 1988-04-06
• 發明（設計）人: 托馬斯·斯圖爾特·麥基奇尼;吉爾·福勒·戈登堡;喬舒亞·丹尼爾·埃斯金;杰弗里·阿瑟·志水;小拉爾夫·漢普頓·布雷德利;威廉·弗朗西斯·格里林諾
• 申請（專利權）人: 菲利浦光燈制造公司;菲利浦北美有限公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;H04N5/70;G02F1/135
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 許新根,何關元

本發明涉及一種能進行高效率和良好彩色再現的顯示系統的光學裝置。更確切地說，該發明描述了多種包括可調諧雙折射光閥（TBLV）的液晶顯示系統（LCD）等透射光閥顯示系統的使用方法，這在某種意議上極大地改進了用于例如投影視頻系統和電視系統的顯示系統。

最近，人們已在進行把液晶顯示用于電視系統方面的研究。液晶在電視接收機中的應用可參見美國4562478號專利。這種公知裝置使用逆光照明來照射液晶顯示器，使圖象能在暗處顯示出來。雖然有人曾設想過彩色逆光照明板，但是除了在處理黑白電視圖象方面的考慮外，這種系統還不多見。

在投影電視系統中使用液晶結構的實例可參見“電子學”第47頁（1986.5.12精工依普森公司）。該公知的投影電視示意圖已在本申請的圖1中給出。在該裝置中，來自鹵鎢燈1的光通過一對交叉的分光鏡2和相鄰的平面反射鏡3穿過三個液晶顯示裝置4.5和6被多次透射和反射。三個液晶顯示器（LCD）調到三個通道以產生電視圖象的紅、綠、蘭三個部分。分光鏡2把白色光源分成光譜的紅、蘭、綠三部分，然后這三種顏色部分經分光棱鏡7進行重新組合，該復合光通過投影透鏡8投射到投影屏9上。

在該已知系統中，光源1是一個鹵鎢燈，該燈是具有高聚光率的小光源，由于它缺乏光譜的蘭色成分，所以提供的顏色質量較差。

圖1所示已有技術的裝置還包括一個由聚光透鏡10和反射鏡11組成的聚光裝置。聚光鏡10應設計成具有最大的聚光率以聚集在+X方向發射的光。球面反射鏡11聚集-X方向發射的光并使燈的象回到該反射鏡本身。

因為照明系統僅提供穿過綠色液晶顯示器的最佳照明，所以伴隨已有技術系統而出現的困難是光的損失。由于紅色和蘭色的液晶顯示器（LCDS）距光源更遠些，他們被各自的照度過量充滿，因此相應波長的光便損失掉了。而且，由于其復雜性以及尺寸的限制，使得分光棱鏡7非常昂貴。

本發明在顯示系統特別是用于投影視頻系統和電視系統的顯示系統方面提供了有重要意義的改進。這種改進是通過調節光學系統使得每個光閥到光源的距離相等，同時也使每個光閥到投影透鏡系統的距離相等。這就極大地改進了投影電視系統的色彩效果和再現性。

本發明所述這些類型的顯示系統包含兩個或更多個調制器，或換稱為光閥。這些調制器或光閥具有這樣的性質，即它們通過把電壓或電流供給適當的信息轉移通道而作為象素被調制。當用光從一側照射這些調制器并經過投影透鏡使其在前投影屏幕或后投影屏幕例如白色墻壁上成象時，便可看到顯示。如果光閥具有灰度特性，即如果透射光和所供給的作用信號成適當比例的話，顯示將再現灰度。某些顯示裝置被用作圖象顯示或數據顯示，而且僅需要具備在透光狀態和不透光狀態之間轉換的特性。一些顯示裝置僅需偶爾進行校正，而且沒必要具有很快的轉換速度。其它一些顯示裝置被用作例如NTSC發射電視中的顯示示頻系統，它的轉換速度需要和視頻的頻率相等。如果投影光學系統的質量足夠好，并且用于不同光路的調制器的每個圖象都能準確重合的話，顯示圖象的分辨率將受到調制器中象素數目的限制。本發明陳述了一種利用光閥獲得顯示裝置的改進方式。

為了更好地闡述，將制造光閥的兩個原理簡要說明一下。它們包括由Leo????Levi在《應用光學》第2卷第324頁（由John????Wiley和SonS在1980年出版）中所討論的，當供給外加電壓而產生感應電流時，通常透明的負各向異性的液晶將變得不透明。由電流引起的結構中的紊動導致晶體成為很強的散射狀。光閥基于這個原理既不需要偏振光也不需要作為構成光閥電池一部分的偏振器。這種光閥可以說明任何既不需要偏振的入射光也不必使用偏振器的調制器。另一類液晶光閥，有時也稱為透射液晶顯示器，在它的結構中或者使用偏振器和檢偏器，或者依靠偏振的照明光。采用這種原理（即：可調諧雙折射調制光原理）的光閥，已由Levi在322頁中描述了，象素雙折射的范圍受到向每個象素所施加的電壓量的控制。由于這種光閥已獲得大的反差率，而且能被控制在視頻的頻率以及相對于入射光的波長不靈敏，所以后面這種類型的光閥最近已成為一種值得注意的課題。本申請中采用的可調諧雙折射光閥表示為TBLV。

TBLV系統的缺點是當照明光線通過偏光器時要損失近一半的光。由幾個公司大批量生產的液晶TBLV具有多種型號。在為本發明的目的而特別設計的光閥實施例中如果把照明光偏振，將會使光閥的效果得到提高。此外，這些實施例適合于任何類型的透射調制光閥。