專利名稱：三屏式液晶放映機光學設備的制作方法
技術領域：
本發明是關于三屏式液晶放映機光學設備的發明，尤其是關于通過雙重使用透射型液晶顯示屏，通過液晶提供給黑暗畫面光線，能夠改善明暗對比的三屏式液晶放映機光學設備的發明。
背景技術：
最近，隨著人們對高分辨率，大畫面顯示器需求的不斷增加，對放映和放映機作用的要求也在不斷增加。
一般地，放映機利用投射透鏡，將內部小型顯示器顯示的小圖像，通過擴大畫面投射到屏幕上，顯示出大畫面。
上述放映機中，提供小型影像的圖像顯示元件，一般使用從聚乙烯硅(Poly-silicon)和硅晶體(Silicon Crystal)中獲得液晶的液晶顯示元件(LCoSLiquid Crystal on Silicon)及利用MEMS(Micro-electromechanicalsystem)技術的數字微細鏡子元件(DMDDigital MicromirrorDevice)等。
這里，液晶顯示元件--液晶放映機通常使用透射型和反射型LCD。
這種液晶放映機具有小型輕巧和高灰度的特點，現在，正在朝高開口率和高分辨率的方向發展。
圖1是現存三屏式液晶放映機光學設備構造的概略示意圖。
參照圖1，我們可以看出，現存三屏式液晶放映機光學設備由以下幾部分構成在電子管101，反射鏡102和第1完全反射鏡子107之間設置的第1Flyeye透鏡(Flyeye-lens)103，第2Flyeye透鏡104和偏光光束分裂器陣列105、第1集光透鏡106；雙色棱鏡(Dichroic filter)108；第2完全反射鏡子111；在第1完全反射鏡子107和第2完全反射鏡子111之間設置的藍色透射濾波器和藍色中繼透鏡110；第3完全反射鏡子112和第2集光透鏡112；在紅·綠·藍色用濾波透鏡114，116，118和紅·綠·藍色用液晶顯示屏115，117，119之間設置的分色三棱鏡120；在分色三棱鏡120的光出射面對面設置的投射透鏡121。
上述電子管101及反射鏡102照射的白色光通過第1Flyeye透鏡103，向單元(cell)單位分散，在第2Flyeye透鏡104的入射面調焦(focusing)。
上述第2Flyeye透鏡104將向自身入射的光變換成平行光，向偏光光束分裂器陣列105方向透射。
這里，偏光光束分裂器陣列105將向自身入射的光變換成具有任意一個光軸的線偏光(P波和S波)后，向第1完全反射鏡子107方向透射。
而且，第1完全反射鏡子107將向自身入射的光反射，反射光在紅色透射濾波器108中集光。
上述紅色透射濾波器108將向自身入射光中的紅色光透射，并且，將紅色光向紅色濾波透鏡114方向反射。
上述紅色濾波透鏡114透射紅色光，在紅色用液晶顯示屏115的入射面上集光。
而且，上述藍色透射濾波器109將向自身入射光中的綠色光向綠色濾波透鏡116方向反射，并且，將藍色光朝藍色中繼透鏡110方向透射。
并且，上述綠色濾波透鏡16將綠色光在綠色用液晶顯示屏117的入射面上集光。
而且，入射到藍色中繼透鏡110的藍色光通過第2完全反射鏡子111反射后，通過第3完全反射鏡子113向藍色濾波透鏡118方向反射。
并且，藍色濾波透鏡118將藍色光在藍色用液晶顯示屏119的入射面上集光。
上述液晶顯示屏115，117，119根據數據信號水平，調整光透射率，能夠分別調整向自身入射的紅色光、綠色光及藍色光的透射量。
為了提高光效率，通常在這些液晶顯示屏115，117，119的出射面和分色三棱鏡120的入射面及液晶顯示屏115，117，119和紅·綠·藍色用濾波透鏡114，116，118之間安裝偏光板。
上述分色三棱鏡120合成紅色光、綠色光和藍色光，向投射透鏡121方向入射。
為此，在分色三棱鏡120上，放置相互交叉的分色覆膜面，與4個三棱鏡結合。
由分色三棱鏡120、液晶顯示屏115，117，119及圖中沒有標明的偏光板構成光合成器件。
而且，投射透鏡121將分色三棱鏡120入射的圖像擴大投射到屏幕上。
另一方面，圖2是在現存三屏式液晶放映機光學設備輸入電子管信號時，輸入和輸出關系的圖示。
如圖2所示，與紅色和綠色(虛線)相比，藍色(實線)時，不能夠充分顯示黑色。
因此，現存三屏式液晶放映機光學設備存在降低明暗對比的問題。
發明內容本發明為了解決上述問題，其目的是為使用者提供一種通過雙重使用透射型液晶顯示屏，通過液晶，提供給黑暗畫面上光線，能夠改善明暗對比的三屏式液晶放映機光學設備。
為了實現上述目的，本發明三屏式液晶放映機光學設備由以下幾部分構成，并以此為特征作為光源使用的電子管，能夠實現光線均一度的Flyeye透鏡，光線偏光的偏極化分光鏡(Polarization Beam Spliter，以下簡稱PBS)，分離顏色的分色透鏡，集光透鏡，紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡，合成三棱鏡及投射透鏡等。
本發明三屏式液晶放映機光學設備的特征是在紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡和分色透鏡之間具有紅色用·綠色用·第1藍色用液晶顯示屏；在第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間設置了第2藍色用液晶顯示屏。
這里，三屏式液晶放映機光學設備的特征是如果第1藍色用液晶顯示屏和第2藍色用液晶顯示屏的液晶是正常白色模式，第1藍色用液晶顯示屏根據輸入的信號驅動液晶，第2藍色用液晶顯示屏只有在黑色電平的情況下，才驅動液晶。
而且，為了實現上述目的，本發明三屏式液晶放映機光學設備由以下幾部分構成，并以此為特征作為光源使用的電子管，能夠實現光線均一度的Flyeye透鏡，放置光線偏光的PBS，分離顏色的分色透鏡，集光透鏡，紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡，合成三棱鏡及投射透鏡等。
三屏式液晶放映機光學設備的特征是在紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡和分色透鏡之間具有第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏；在第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間分別設置了第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏。
這里，三屏式液晶放映機光學設備的特征是如果第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏和第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏的液晶是正常白色模式，第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏根據輸入的信號驅動液晶，第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏只有在黑色電平的情況下，才驅動液晶。
本發明通過雙重使用透射型液晶顯示屏，通過液晶，提供給黑暗畫面光線，達到改善明暗對比的效果。
本發明三屏式液晶放映機光學設備通過雙重使用透射型液晶顯示屏，通過液晶，能夠提供給黑暗畫面光線，達到改善明暗對比的效果。
圖1是現存三屏式液晶放映機光學設備構造的概略示意圖。
圖2是現存三屏式液晶放映機光學設備輸入電子管信號時，輸入和輸出關系的示意圖。
圖3是本發明三屏式液晶放映機光學設備的第1實施例的示意圖。
圖4是普通液晶顯示屏構造的概略示意圖。
圖5a到圖5c是本發明三屏式液晶放映機光學設備的雙重液晶顯示屏認可電壓驅動方式的示意圖。
圖6是本發明三屏式液晶放映機光學設備的第2實施例的示意圖。
具體實施方式
下面將參照附圖對本發明三屏式液晶放映機光學設備的實施例進行詳細說明。
圖3是本發明三屏式液晶放映機光學設備第1實施例的示意圖。如圖所示，3板式液晶放映機光學設備包括以下幾部分在電子管301及反射鏡302、第1完全反射鏡子307之間設置的第1Flyeye透鏡(Flyeye-lens)303，第2Flyeye透鏡304及偏光光束分裂器陣列305，第1集光透鏡306；雙色棱鏡(Dichroicfilter)308；第2完全反射鏡子311；在第1完全反射鏡子307和第2完全反射鏡子311之間設置的藍色透射濾波器309及藍色中繼透鏡310；第3完全反射鏡子312及第2集光透鏡312；在紅·綠·藍色用濾波透鏡314，316，318和紅·綠·第1藍色用液晶顯示屏315，317，319之間設置的分色三棱鏡320；在第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間設置的第2藍色用液晶顯示屏322；在分色三棱鏡320的光出射面對面設置的投射透鏡321。
上述電子管301及反射鏡302照射的白色光通過第1Flyeye透鏡303，向單元(cell)單位分散，在第2Flyeye透鏡304的入射面調焦(focusing)。
上述第2Flyeye透鏡304將向自身入射的光變換成平行光，向偏光光束分裂器陣列305方向透射。
這里，偏光光束分裂器陣列305將向自己入射的光變換成具有任意一個光軸的線偏光(P波和S波)，朝第1完全反射鏡子307方向透射。
而且，第1完全反射鏡子307將向自身入射的光反射，反射光在紅色透射濾波器308中集光。
上述紅色透射濾波器308對向自身入射的光中的紅色光透射，并且，將紅色光向紅色濾波透鏡314方向反射。
上述紅色濾波透鏡314透射紅色光，在紅色用液晶顯示屏315的入射面上集光。
而且，上述藍色透射濾波器309將向自身入射光中的綠色光向綠色濾波透鏡316方向反射，并且，將藍色光朝藍色中繼透鏡310方向透射。
接著，上述綠色濾波透鏡316將綠色光在綠色用液晶顯示屏317的入射面上集光。
并且，入射到藍色中繼透鏡310的藍色光通過第2完全反射鏡子311反射后，通過第3完全反射鏡子313向藍色濾波透鏡318方向反射。
接著，藍色濾波透鏡318將藍色光在藍色用液晶顯示屏319的入射面上集光。
上述紅·綠·第1藍色用液晶顯示屏315，317，319根據數據信號水平調整光透射率，能夠分別調整向自身入射的紅色光、綠色光及藍色光的透射量。
為了提高光效率，通常在紅·綠·第1藍色用液晶顯示屏315，317，319的出射面和分色三棱鏡120的入射面及紅·綠·第1藍色用液晶顯示屏315，317，319和紅·綠·藍色用濾波透鏡114，116 118之間安裝偏光板。
另一方面，圖4是普通液晶顯示屏構造的概略示意圖。如圖所示，液晶顯示屏由保持一定間隔的第1基板410和第2基板420排列而成。在下部的第1基板410上，形成由控制電極411和源電極及牽引電極415a，415b構成的薄膜晶體管T1，薄膜晶體管T1具有活躍層413和接觸層414。在控制電極411的上部，形成控制絕緣膜412。
在薄膜晶體管T1的上部，形成保護層416，覆蓋薄膜晶體管T1，保護層416上有能夠露出牽引電極415b的接觸孔416c。然后，在保護層416上部，形成點火電極417，通過接觸孔416c，與牽引電極415b連接。
另一方面，在第2基板420的內側，在與薄膜晶體管T1對應的位置，形成黑色矩陣421，在其下部形成能夠依次反復紅色(R)、綠色(G)、黑色(B)的顏色濾波器422a，422b，在其下部，形成由透明導電物質構成的共同電極423。這里，顏色濾波器422a，422b的一個顏色與一個點火電極417相對應。
接著，在點火電極417和共同電極423之間，注入液晶層430，當點火電極417和共同電極423認可電壓時，液晶層430的液晶分子根據在兩電極417，423之間生成的電氣場，變換排列狀態。此時，盡管圖中沒有標明，在點火電極417上部和共同電極423下部，分別形成排向膜，其決定液晶分子初期的排列狀態。
然后，在兩個基板410，420的外部，即，第1基板410下部和第2基板420上部，排列了只透過與透射軸平行的光線，將自然光轉換成線偏光的第1及第2偏光板418，424。這里，第1偏光板418的光透射軸與第2偏光板424的光透射軸保持90度。
液晶顯示屏根據是否認可液晶電壓，判斷光的透射與否，其包括以下兩種方式正常黑色(NormallyBlack)方式和正常白色(Normally White)方式。
當正常黑色(Normally Black)方式不認可電壓時，不透射光，當認可電壓時，是透射光的液晶。
當正常白色(Normally White)方式不認可電壓時，是透射光的液晶。盡管這兩種方式輪流使用，但是，在透射型中，正常白色(Normally White)方式由于具有幾個主要優點被廣泛使用。
圖5a到圖5c是本發明三屏式液晶放映機光學設備的雙重液晶顯示屏認可電壓驅動方式的示意圖。如圖所示，對于第1藍色用液晶顯示屏和第2藍色用液晶顯示屏的液晶驅動，我們以使用正常白色(Normally White)方式為例進行說明。
當處于如圖5a狀態，輸入信號時，通常的液晶驅動通過圖5b的方式進行。由于其屬于正常白色(Normally White)方式，在黑色情況下，認可最大電壓，在白色情況下，認可最小電壓。
因此，在上面兩個液晶顯示屏中，第1藍色用液晶顯示屏通過普通液晶驅動方式進行驅動，第2藍色用液晶顯示屏只有在如圖5c中的黑色電平情況下，才進行驅動。
使用第2藍色用液晶顯示屏的目的是，因為其能夠阻止黑色中漏的光，所以，不需要如圖5b那樣的驅動。
假定入射到液晶上的光中入射到藍色液晶的光為10％，如果使用普通構造，將漏10％，使用雙重液晶時，將漏不足1％。
分色三棱鏡320合成紅色光、綠色光及藍色光，向投射透鏡321方向入射。
為此，在分色三棱鏡320上，放置相互交叉的分色覆膜面，與4個三棱鏡結合。
由分色三棱鏡320、液晶顯示屏315，317，319及圖中為標明的偏光板構成光合成器件。
而且，投射透鏡321將從分色三棱鏡320入射的圖像擴大、投射到屏幕上。
并且，利用PBS陣列。PBS陣列是將電子管發出的非偏光的光向一方向偏光的元件。
這里，PBS就是在兩個玻璃(Glass)之間進行特殊覆膜，透射P波，反射S波的元件，將多張PBS折疊放置被稱為PBS陣列。
圖6是本發明三屏式液晶放映機光學設備的第2實施例的示意圖。
如圖6所示，三屏式液晶放映機光學設備由以下幾部分構成在電子管601、反射鏡602和第1完全反射鏡子607之間設置的第1Flyeye透鏡(Flyeye-lens)603，第2Flyeye透鏡604和偏光光束分裂器陣列605，第1集光透鏡606；雙色棱鏡(Dichroic filter)608；第2完全反射鏡子611；在第1完全反射鏡子607和第2完全反射鏡子611之間設置的藍色透射濾波器609和藍色中繼透鏡610，第3完全反射鏡子612和第2集光透鏡612；在紅·綠·藍色用濾波透鏡614，616，618和第1紅·第1綠·第1藍色用液晶顯示屏615，617，619之間設置的分色三棱鏡620；在紅·綠·藍色用濾波透鏡614，616，618和第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏615，617，619之間分別設置的第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏622，623，624；在分色三棱鏡620的光出射面對面設置的投射透鏡621。
上述電子管601及反射鏡602照射的白色光通過第1Flyeye透鏡603，向單元(cell)單位分散，在第2Flyeye透鏡604的入射面調焦(focusing)。
上述第2Flyeye透鏡604將向自身入射的光變換成平行光，向偏光光束分裂器陣列605方向透射。
這里，偏光光束分裂器陣列605將向自身入射的光變換成具有任意一個光軸的線偏光(P波和S波)后，向第1完全反射鏡子607方向透射。
而且，第1完全反射鏡子607將向自身入射的光反射，反射光在紅色透射濾波器608中集光。
上述紅色透射濾波器608將向自身入射的光中的紅色光透射，將紅色光向紅色濾波透鏡614方向反射。
上述紅色濾波透鏡614透射紅色光，在紅色用液晶顯示屏615的入射面上集光。
而且，上述藍色透射濾波器609將向自身入射光中的綠色光向綠色濾波透鏡616方向反射，并且，將藍色光朝藍色中繼透鏡610方向透射。
接著，上述綠色濾波透鏡616將綠色光在綠色用液晶顯示屏617的入射面上集光。
并且，入射到藍色中繼透鏡610的藍色光通過第2完全反射鏡子611反射后，通過第3完全反射鏡子613向藍色濾波透鏡618方向反射。
接著，藍色濾波透鏡618將藍色光在藍色用液晶顯示屏619的入射面上集光。
上述第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏615，617，619根據數據信號水平，調整光透射率，能夠分別調整向自身入射的紅色光，綠色光及藍色光的透射量。
而且，第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏615，617，619上分別透射的光再次投射到第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏622，623，624上。
這里，具體的說明跟圖5一樣，各個雙重液晶顯示屏中第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏615，617，619一般采用液晶驅動方式進行驅動，第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏622，623，624如圖5c所示，只有在黑色電平的情況下進行驅動。
為了提高光效率，通常在液晶顯示屏615，617，619的出射面和分色三棱鏡120的入射面及液晶顯示屏615，617，619與紅·綠·藍色用濾波透鏡614，616，618之間安裝偏光板。
分色三棱鏡620合成紅色光、綠色光及藍色光，向投射透鏡621方向入射。
為此，在分色三棱鏡320上，將相互交叉的分色覆膜面放置其間，與4個三棱鏡結合。
由分色三棱鏡620、液晶顯示屏615，617，619及圖中沒有標明的偏光板構成光合成儀器。
而且，投射透鏡621將從分色三棱鏡620入射的圖像擴大投射到屏幕上。
通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。
因此，本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利范圍來確定其技術性范圍。
權利要求
1.三屏式液晶放映機光學設備，包括作為光源使用的電子管；能夠實現光線均一度的Flyeye透鏡；光線偏光的偏極化分光鏡；分離顏色的分色透鏡；集光透鏡；紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡；合成三棱鏡及投射透鏡，其特征在于，在紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡和分色透鏡之間具有紅色用·綠色用·第1藍色用液晶顯示屏；第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間設置的第2藍色用液晶顯示屏。
2.如權利要求1所述的三屏式液晶放映機光學設備，其特征在于如果上述第1藍色用液晶顯示屏和第2藍色用液晶顯示屏的液晶是正常白色模式，第1藍色用液晶顯示屏根據輸入的信號驅動液晶，第2藍色用液晶顯示屏只有在黑色電平的情況下，才能夠驅動液晶。
3.三屏式液晶放映機光學設備，包括作為光源使用的電子管，能夠實現光的均一度的Flyeye透鏡，光的偏光的偏極化分光鏡，分離顏色的分色透鏡，集光透鏡，紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡，合成三棱鏡及投射透鏡；其特征在于在紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡和分色透鏡之間具有第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏；在第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間，分別設置第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏。
4.如權利要求3所述的三屏式液晶放映機光學設備，其特征在于如果第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏和第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏的液晶是正常白色模式，第1紅色用·第1綠色用·第1藍色用液晶顯示屏根據輸入的信號驅動液晶，第2紅色用·第2綠色用·第2藍色用液晶顯示屏只有在黑色電平的情況下，才驅動液晶。
全文摘要
三屏式液晶放映機光學設備由以下幾部分構成，并以此為特征作為光源使用的電子管，能夠實現光線均一度的Flyeye透鏡；光線偏光的PBS；分離顏色的分色透鏡；集光透鏡；紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡；合成三棱鏡及投射透鏡等。三屏式液晶放映機光學設備的特征是在紅色用·綠色用·藍色用濾波透鏡和分色透鏡之間具有紅色用·綠色用·第1藍色用液晶顯示屏；在第1藍色用液晶顯示屏和分色三棱鏡之間設置第2藍色用液晶顯示屏。三屏式液晶放映機光學設備通過雙重使用透射型液晶顯示屏，通過液晶，提供給黑暗畫面光線，能夠改善畫面的明暗對比。
文檔編號G02F1/13GK1773327SQ20041006799
公開日2006年5月17日 申請日期2004年11月10日 優先權日2004年11月10日
發明者李世圭 申請人:南京Lg同創彩色顯示系統有限責任公司