CN101105620A - 提高对比度的图像显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像显示设备，尤其涉及一种提高了对比度的图像显示设备。本方明的目的在于提供一种能提高对比度的图像显示设备。本发明将提供一种具有下述结构的图像显示设备，即：设有一个用来发光的光源；设有一个用来聚光或者放大的方法来变换图像的光学装置；设有一个装入光学装置的外壳；在光路上至少设有二个以上的快门，用来切断光线；设有一个驱动手段，它连结在快门上，去移动快门，以便去调整快门来切断光线的量。

Description

提高对比度的图像显示设备

技术领域

本发明涉及图像显示设备，尤其涉及一种提高了对比度的图像显示设备。

背景技术

在图像显示设备中，背投电视是利用反射镜和投影镜头把图像投射到屏幕上的，是一种利用投影原理来实现大型画面的设备。这种背投电视，将根据使用的微型器件的个数多少来可以分成单板式、双板式和三板式等；其中，微型器件是利用最新技术开发出来的，有透过型LCD(HTPS)板、反射型LCoS(liquid crystal on silicon-硅上液晶)板、DMD(digitalmicro-mirro device-数字微镜器件)板。

如果进一步详细地进行说明，那么在过去主要使用的投影装置，是采用PRT(CRT-阴极射线管)方式的一种装置；它是在小而相当亮的显像管上，先去形成所需的画面之后，再来把它通过镜头在屏幕上成像的一种方式；有的采用一个PRT(CRT)的单管式，有的采用R(红)G(绿)B(蓝)三个PRT(CRT)的三管式。

在单管的情况下，由于能看到分离的R、G、B各自的粒子，画面大时能区分出粒子来，仿佛像用花镜放大显像管似的，看起来不舒服；但是可以根据屏幕的距离，去调整焦点比较容易；通常亮度较暗，分辨率较低。

在三管的情况下，用来负责RGB光的PRT(CRT)管有三个；在屏幕上让这些管子以一致的焦点进行投射，可以设法看不出颜色被分离的图像，而且亮度和分辨率还能更好些。

但是，三个PRT(CRT)的光轴不一致；若想三个光轴不一致并且要形成一个屏幕，并根据该屏幕来对准焦点是非常困难的；还有体积太大的缺点。

近来，因为亮度低，使用PC(个人计算机)时根据频率调整偏差难度大，而且在三管式的情况下，因为结构上的缺陷所致的调整焦点很难等原因，使用的越来越少了。

液晶投影装置最近使用得最多，是发展最快的一种投影装置；它是把从发射强光的光源射出的光线，穿过投射型的液晶板，并利用投影镜头前方的屏幕上成像的一种投影装置。

在投影装置中，使用的器件是液晶板，因此根据液晶板的分辨率来决定投影装置的分辨率；另外，因为不随着输入频率的变化而发生偏差的变化，从而对PC的输入具有很强的特点。

液晶投影装置同样有廉价的单板式和高价的三板式；但是最近除了特廉价的产品之外，都喜欢三板式。分辨率有800×600，1024×768，1280×1024，1366×768，1366×1024等，价格和亮度也多种多样。

尤其是对三板式液晶投影装置来说，穿过RGB各自液晶板的光线，通过棱镜就可以使光轴变得一致，就如同从一个光源辐射的光线一样，然后再行通过投影镜头，因此不存在根据与屏幕的距离来调整焦点的困难，从而安装变得容易；另外还有设备的大小与PRT(CRT)比较，相当小等优点；而且与PRT(CRT)比较还可以制作成画面亮度变得更高的装置。

但是，到目前为止，跟现存的PRT(CRT)方式那样，在技术上很难实现显示出自然的颜色，而且具有很高的对比度；伽马特性也跟PRT(CRT)比较不怎么好，因此在声像艺术中，有的仍然喜欢PRT方式。

但是，由于在价格、性能，PC输入的互换性等方面的优点，以及尺寸小，画面亮度高等长处，许多企业或者个人用户，都喜欢液晶投影装置，这是现实。

DLP方式的投影装置是利用美国德克萨斯公司开发的DMD芯片(数字微镜器件)的一种崭新的投影装置。

所谓的DMD，简单地说是一种集成了微小的驱动反射镜的半导体光学开关。在SRAM(静态随机存储器)的每个信元上将形成一个16微米大小的铝合金微细反射镜；每当处于打开/关闭状态时，它将具有±10°的倾斜角。分布在微细反射镜正下方的存储器静电场的作用下，安装在支柱上的微细反射镜将进行动作。

通过这个微细反射镜，被投射的光线将被反射，或者不反射；通过调整这个被反射，或者不反射的时间，就能把相应于累计时间的亮度投射到人们的眼睛，因此每个像素可以显示出明暗的程度。

同样有单板式和三板式两个种类。在单板式中，光源和微细反射镜之间设有一个装有RGB滤光片的圆盘；当照射在RGB各自的光线时，该器件将分别处理相应与RGB各自的图像，借以显示出三色光源的效果。

单板式是在时间轴上，按RGB分别去分摊时间来使用，因此降低了光的效应。

三板式也是采取从一个光源分离出RGB各自的光线，然后向负责三色的器件分别提供光线，因此光的效率非常出色。

各个反射镜的开关速度，在每秒五十万次以上，而入射到芯片上的光线，将以数字方式进行控制。

而且，不需要像传统模拟方式的液晶显示器那样，将数字信号通过数模变换器进行变换，还要对伽马信号等去进行变换的过程。

另外，上述的图像显示设备是利用光源来向屏幕投射图像的。这种光源是利用弧光放电来生成光线的，因此亮度高。这种光源由于亮度太高，虽然能很好地表现亮的图像，但是在表现阴暗图像方面能力低；其结果，存在着一个降低图像显示设备的对比度的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提供一种提高对比度的图像显示设备，其目的在于提供一种能提高图像显示设备的对比度。

为了达到上述目的，本发明将提供一种具有下述结构的图像显示设备，即：设有一个用来发光的光源；设有一个用来聚光或者放大来变换图像的光学装置；设有一个装入光学装置的外壳；在光路上至少设有二个以上的快门，用来切断光线；设有一个驱动装置，它连结在快门上，去移动快门，以便去调整快门来切断光线的量。

另外，至少两个快门能互相滑动的结合起来。

还有一个特点是，在快门中的某一个快门上，形成一个长条的槽，而在另一个快门上形成一个突起部；该突起部能插入到上述的槽内，并沿着上述的槽，能够移动。

还有一个特点是，在突起部的上方形成一种比槽的幅宽还要大的凸缘。

还有一个特点是，驱动手段设有一个驱动部，他与快门中的某一个快门，连接在外壳上的弹性部件，以及与另一个快门相联结。

本发明的优点效果：

如上所述，本发明的图像显示设备至少利用两个快门来调整光的通过量，以此向用户提供更为鲜明的图像。

尽管在本发明的说明中，只举了一个例子；但是对于业内的人士来说，在不脱离其宗旨和范畴的情况下，可以具体化到其它特征的形态；这个是自明的事实。因此，上述的列举实例，只不过是一个示例而已；本发明的范围将包括附加的权利要求范围，以及与其同等范围内所有得到变更的特征形态。

下面参照附图来说明本发明的一些实例；这些实例，能具体实现上述的目的。在说明本发明的实例中，对于相同的结构，将使用相同的名称和符号，并省略对此的附加说明。

在本发明的说明中，将在图像显示设备中，以使用DLP投影装置的背投电视为基准来进行说明。但是，本发明能适用于使用液晶投影装置的背投电视等，所有采用光源的图像显示设备上。

附图说明

图1是本发明的图像显示设备框图。

图2是本发明的快门和驱动装置的框图。

<附图主要部分的符号说明>

100：光学装置；    110：外壳；

120：快门；        200：驱动装置；

210：驱动部；      220：弹性部。

具体实施方式

在图1是本发明的图像显示设备中的投影装置。

参照图1可知，图像显示设备，将包括光源130，光学装置100，外壳，至少两个快门120，驱动装置200等。

光源将为了显示图像，输出白色光线。其中，光源130将用聚光的反射罩131来罩上。而且，汇聚的光线将入射到光学装置100。

光学装置100将安装在由光源130输出的光路上；并通过汇聚或者放大光线来变换成图像。其中光学装置100将包括光隧道150，聚光镜160，棱镜180，DMD170，还有投影镜头190。

更详细地说，汇聚的光线将通过光隧道150。光隧道150可以是由内部反射体形成的隧道，也可以是棒状透镜构成。其中，棒状透镜是把细长的4个反射镜面对着结合起来的一种反射镜通道。路径这种通道之后，光线被乱反射，其亮度分布将变得均匀。让亮度变的均匀，将相当于最终在屏幕101上照射的亮度变得均匀一样；这在光学装置100的显示器中，是个非常重要的光学部件。

路径光隧道150的光线，在到达聚光透镜160之前，将通过用来分色的滤色盘140。该滤色盘140将与光隧道150形成互相垂直的角度，并进行旋转。滤色盘140安装在直流电动机141的轴上，形成一个RGB滤色器。滤色盘140可以把360°三等份来贴上RGB滤色片；还根据情况，把特定颜色跟其他的颜色相比，可以分配的更宽。滤色盘140在旋转360°时，可以使RGB分别进入一次或者两次。在进入二次的情况下，各个分段的角度将变得狭窄，但是可以减小直流电动机141的旋转速度。

路径滤色盘140的光线，将入射到聚光透镜160；聚光透镜160是由凸透镜构成；它将去汇聚路径光隧道150和滤色盘140的光线，以防止进行发散。

穿过聚光透镜160的光线，在棱镜180被反射，然后入射到DMD170上。棱镜180是将光学玻璃切割成非常锐利的一个光学元件；它将根据光的入射角，使光线进行全反射或者透过。在这里是一个构成全反射的角度。下面对DMD170进行更详细的说明。DMD170是由微镜来构成的。而且，DMD170将首先去判断是否通过把各个微镜打开来，然后向屏幕101方向进行照射，还是通过关闭来向屏幕101以外的方向射出去的问题；待确定之后，再去执行。每个微镜的打开/关闭是根据图像信号来决定的。图像信号的每个像素将一一对应于相应的反射镜，并控制他的打开/关闭状态。为了利用单纯地进行打开或者关闭动作的反射镜来显示相应像素的亮度，要去控制维持打开的时间。

然后，在DMD170上反射出来的光线将要通过投影镜头190，以便把光线放大成广角，然后投影到大型屏幕101上。

另外，在外壳110中，将设置光学装置100。也就是说，在外壳110中装有光隧道，聚光透镜，棱镜，DED，投影镜头等。另外，外壳110还将防止从光学装置100散射出来的光线。

另外，至少两个的快门120设置在从光源输出的光路上，用来切断光线，而且彼此之间能进行滑动。其中，快门120最好是设置在投影镜头190的内部。而且，快门120可以用一个来构成，但是由于外壳110内部狭小，如果用一个来构成快门120，那么将会无法完全地切断光线，或者只能切断一部分的光线。

而且，为了通过快门120来切断光线，借以提高图像显示设备的对比度起见，驱动装置200将使快门120张开或者重叠，以此来调整被切断的光线的量。例如，在显示亮的图像时，驱动装置200将使快门120重叠起来；而在显示暗的图像时，将使快门进行张开。

下面参照图2来更详细的说明快门120和驱动装置200。在这里来说明快门120有两个构成时的情况。

快门120在开放的时候，为了不去切断光线，如图所示的那样，形成一个与通光口径相同或者很大的圆形孔。快门之间连接得能互相滑动；为此在一个快门上开出长条的槽123，而在另一个快门上形成一个突起部124，该突起部124能插入到槽123内，并沿着槽123能进行移动。为了便于说明起见，将某一个快门定为第一快门122，而把另一个快门定为第二快门121。

另外，当两个快门结合时，为了防止分离，在突起部124的上方形成一个比槽123的幅宽要大的凸缘125。

还有，为了使快门能去切断光线，快门将与驱动装置200进行联结。更详细的说，驱动装置200是由电动机构成的驱动部210和弹性部件220来构成的。

驱动部210与快门中的第二快门121进行联结。第二快门121在其一侧形成一个拉条，与驱动部210联结。而且，驱动部210将去左右移动快门来关断，或者打开通光口径。而第一快门122则被连接在驱动部210上，而且可以进行移动。但是为了简化结构，第一快门122将通过弹性部件220连接到外壳110上。而且，当需要开放通光口径时，驱动部210将使第二快门121进行复位，而弹性部件220则使第一快门122进行复位。

Claims (5)

1.提高对比度的图像显示设备，其特征在于由下述结构构成：

设有一个用来发光的光源；

设有一个用来聚光或者放大的方法来变换图像的光学装置；

设有一个装入光学装置的外壳；

在光路上至少设有二个以上的快门，用来切断光线；

设有一个驱动装置，它连结在快门上，去移动快门，以便去调整快门来切断光线的量。

2.根据权利要求1所述的提高对比度的图像显示设备，其特征在于至少两个快门能互相滑动的结合起来。

3.根据权利要求1所述的提高对比度的图像显示设备，其特征在于在快门中的某一个快门上，形成一个长条的槽，而在另一个快门上形成一个突起部；该突起部能插入到上述的槽内，并沿着上述的槽能够移动。

4.根据权利要求3所述的提高对比度的图像显示设备，其特征在于在突起部的上方形成一种比槽的幅宽还要大的凸缘。

5.根据权利要求3所述的提高对比度的图像显示设备，其特征在于驱动装置设有一个驱动部，驱动部与快门中的某一个快门，连接在外壳上的弹性部件，以及与另一个快门相联结。

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