CN101272467A - 激励器 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及适用于背投图像显示器的一种激励器。依据本发明的激励器的特征在于，由可在规定的角度范围内旋转的带有杆的可动构件；形成于上述可动构件上并可使光入射的变位板；和上述可动构件的杆连接，支撑上述可动构件的固定构件；使上述可动构件移动的驱动装置构成，上述可动装置和上述变位板是整体制造而成的。依据本发明的激励器因变位板和杆是整体制造而成的，所以具有提高工作可靠性和生产方便性的优点。

Description

激励器

技术领域

本发明涉及一种适用于背投图像显示器中的激励器。

背景技术

最近，显示装置的轻便化、超薄及大画面已经成为一种趋势，尤其是超大画面的显示装置在显示领域中已经成为重要的争论话题。

特别是，由于数字电视节目成为主流节目，需要有一种能够显示更高分辨率的装置。

发明内容

本发明的目的就是以在安装高图像分辨率激励器的背投图像显示装置中，提供可动构件的工作可靠性及生产方便性的一种激励器。

为了实现本发明的目的，一种激励器，其特征在于包括：

在规定的角度范围内旋转的带有杆的可动构件；

形成于上述可动构件上并可使光入射的变位板；

和上述可动构件的杆连接，支撑上述可动构件的固定构件；

使上述可动构件移动的驱动装置；

上述可动构件和上述变位板是整体制造而成的。

所述杆是上述可动构件整体制造而成的。

所述变位板由光线入射的入射范围和连接上述可动构件的连接部分构成。

所述变位板是板形透光体。

本发明的效果：

依据本发明的激励器因变位板和杆是整体制造而成的，所以具有提高工作可靠性和生产方便性的优点。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置的实施例示意图；

图2是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置的另一实施例示意图；

图3是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，变位板的动作示意图；

图4是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，作为图像变位设备的变位板的动作原理图；

图5和图6是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，依据变位板的移动将光集中在屏幕上的光变位示意图；

图7是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，第1图像和第2图像的说明示意图；

图8a是本发明中激励器的斜视图；

图8b是图8a的立体分解图；

图9a是本发明的激励器中的可动构件的斜视图；

图9b是本发明的激励器中固定构件的分解斜视图；

图10是本发明的激励器中的可动构件的分解斜视图；

图11和图12是本发明的激励器中可动构件的另一实施例示意图；

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的激励器的具体实施方式进行详细说明。

在本发明中将对用于提高分辨率的激励器进行说明。

一般情况下，分辨率作为表示图像的名词，是指需要用多少个像素来表示图像的术语。即，分辨率在表现图像时被用作表示图像精密度的标尺。

在现有的显示装置中，为提高分辨率，就使用了增加像素个数的物理方法。但是本发明中所使用的是利用人们的视角特性来提高图像分辨率的方法。

即，本发明通过显示出比实际物理分辨率更高的分辨率的画面质量，来取得与提高物理性分辨率相同的效果。

下面将对此进行详细说明。但是，本发明把相当于一帧的图像信号分成第1图像信号和第2图像信号，通过在形成第1图像和第2图像的屏幕上显示第1位置和第2位置，来依据人们的视角特性，使人们感觉到确实提高了分辨率。

例如，上述第1位置和第2位置具有一帧以下的间隔或其以上的间隔，它们呈垂直方向、水平方向或是对角方向隔离开。

特别是，本发明中为了使显示第1图像和第2图像的位置变位为第1位置和第2位置，而使用了光路变更设备。

上述光路变更设备使用的是透光体，依据上述透光体的位置或角度的变化来变更光的路径。

图1是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置的实施例示意图。

图1作为利用反射型LCD的背投电视照明仪器的一种，图1的3PBS系统的反射型照明仪器的作用是把由灯(lamp)1射出的光经过聚光透镜(condensing lens)和第1分色镜(dichroic mirror)2反射掉红光R、绿光G光，过滤出蓝光B。

反射的红光和绿光通过第2分色镜3反射出绿光，红光则经过透光过程。这样，上述红光R、绿光G和蓝光B就分别入射到第1LCD板5a、第2LCD板5b、第3LCD板5c前的第1、2、3PBS(Polarized Beam Splitter偏振衍射分裂器)4a、4b、4c上。

入射到各个第1、2、3PBS 4a、4b、4c的各种R、G、B光被反射出来，然后入射到第1、2、3LCD板5a、5b、5c上，入射的各种R、G、B光依据第1、2、3LCD板5a、5b、5c进行位向交换并被反射，从而透过各个第1、2、3PBS 4a、4b、4c。

在上述第1、2、3LCD板5a、5b、5c当中依据被输入到信号处理设备(未图示)当中的图像信号来形成图像。

透过上述第1、2、3LCD板5a、5b、5c和第1、2、3PBS 4a、4b、4c的R、G、B图像在X-棱镜6上进行合成，并经过变位板11入射到投射透镜(Projection lens)10上。

经过投射透镜10的图像再投射到屏幕12上。

这时，上述变位板11位于上述X-棱镜6和投射透镜10之间，也可位于上述投射透镜10和屏幕12之间。

上述变位板11作为可透光的薄板型的透光体，其位置或角度的变化可提高分辨率。

同时，在上述图1的实施例中，虽然使用了反射型LCD、分色镜和PBS等的光学器材，但是，反射型LCD可用透光型LCD替代，上述反射型LCD也可使用LCoS(Liquid Crystal on Silicon：液晶硅)。

另外，图1展示的实施例使用的是3个LCD板的3板型，在本发明中也可以使用2个LCD板的2板型或者使用1个LCD板的单板型，光学器材的结构也可进行多种形式的变化。

另外，本发明不仅适用于背投电视，也可适用于放映机。

即，图例中只是适用于本发明的一个实施例，它并不仅限定于发明的权利范围。

图2是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置的另一实施例示意图。

图2是适用于本发明的DLP光学系统，下面就参照图2进行说明。

光源提供将照射到DMD 14上的光，依据图像信号，它可决定是分色镜处于打开状态从而使光照射到屏幕上，或是使分色镜处于关闭状态从而使光不能照射到屏幕上。

DLP光学系统是由发出光的灯17、使上述灯17产生的光透过的柱状透镜18、把通过上述柱状透镜18的白光分解成R、G、B的色转轮19、聚集经过上述色转轮19的光的聚光透镜(Condensing Lens)13、反射经过上述聚光透镜13的光的棱镜15、把上述棱镜15反射的光照射到屏幕上的DMD 14、根据时间变化对上述DMD14反射的光进行变位的变位板11、对经过上述变位板11的光进行放大，同时投射到屏幕12上的投射透镜16等构成。

对以上述构成为基础的DLP光学系统的操作进行说明，由灯17射出的白光根据反射体内部的曲度进行聚集，聚集的光就会通过光道(light tunnel)或者柱状透镜(rod lens)18。

柱状透镜18是由小而长的4面镜子相互对置组合而成的，通过柱状透镜18的光会产生漫反射，从而使亮度分布更加均一。

光的亮度均一会使最终照射到屏幕上的光的亮度均衡，具有此种功能的柱状透镜18是背投方式显示器中最重要的一个光学构件。

通过柱状透镜18的光经过可对色彩进行分解的色转轮19，色转轮19可在图像的垂直方向上旋转。

经过色转轮19的光再经过到聚光透镜(condensing lens)13反射到棱镜15上并向DMD 14照射。

棱镜15根据光的入射角使光进行全反射或是直接通过。

利用根据取样像素值进行控制的分色镜的打开/关闭状态，使照射到DMD 14的光向屏幕12方向照射或是照向屏幕12之外。

上述DMD 14根据由信号处理设备(未图示)输入的图像信号改变打开/离开状态，并通过它来形成规定的图像。

DMD 14反射到屏幕12上的图像通过变位板11和投射透镜16放大了后照射到屏幕12上。

此时，上述变位板11位于棱镜15和投射透镜16之间或者是屏幕12和投射透镜16之间。另外，也可位于上述DMD 14和棱镜15之间。

上述变位板11可周期性变化其位置和角度，以使光照射到屏幕12的不同位置。

依据图1和图2中说明的实施例，变位板11可位于根据R、G、B的合成而形成图像的图像形成设备和屏幕之间所选择的地点。

另一方面，图1和图2中的图像形成设备是把相当于一帧的图像信号分解成各自的第1图像信号和第2图像信号，并进行输入，并依据R、G、B的合成形成第1图像和第2图像。

具体地说，在图1的图像形成设备中包括第1、2、3LCD板5a、5b、5c，第1、2、3PBS 4a、4b、4c和X-棱镜6。

图2的图像形成设备包括色转轮19、聚光透镜(condensing lens)13和DMD14。

即，相当于本发明一帧的图像信号可分解成多个图像信号，并把多个图像进行合成并显示出来。

显示本发明中的一个图像的时间是将显示一帧图像的时间按图像数量进行分割后的时间。

另外，在本发明的实施例中，把相当于一帧的图像信号分解成第1图像信号和第2图像信号，再合成第1图像和第2图像，并按顺序在屏幕的第1位置和第2位置显示出来，从而使人感觉到提高了分辨率。

图3是在本发明应用了高分辨率装置的显示装置中变位板的操作示意图。

图3中，(a)显示的是在没有变位板11的状态或者是变位板11处于不运动状态的情况下，从棱镜或投射透镜射出的图像在屏幕相同位置上显示的情况。

反之，(b)表示的是在变位板11按逆时针方向旋转的情况，(c)表示是变位板按顺时针方向旋转的情况。

最初，如果(a)状态中的变位板11向(b)或者(c)状态转换，图像就会经过变位板11呈弯曲状并向屏幕上的其它位置照射。

即，本发明的变位板11作为光路的变换设备，在投射图像的情况下，根据变位板11的运动，使图像在屏幕的其它位置上显示出来。

换句话说，本发明的变位板11作为图像变位设备，它会改变显示在屏幕上的图像的位置。

图4是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，作为画面变位设备的变位板的操作原理示意图。

依据变位板11的厚度、变位板11的倾斜角度(光的入射角)、变位板11的折射率计算出屏幕12上的光的移动程度，并根据屏幕12上必要的光的移动程度来选择上述变位板11的厚度、倾斜角度和折射率。

这可以利用公式1的法则进行计算。

[公式1]

n₁sinθ₁＝n₂sinθ₂

(n₁是空气的折射率，n₂是变位板的折射率，θ₁是光的入射角，θ₂是光的折射角)

因此，经过上述变位板11的光的路径差异D可以用下面的公式2表示。

[公式2]

D＝(T/cosθ2)sin(θ₁-θ₂)

(cosθ₂＝T/x，sin(θ₁-θ₂)＝D/x，θ₂＝sin^-1(n₁sinθ₁/n₂))

同时，经过上述变位板11的光的路径差异D根据投射透镜的比率决定实际照射到屏幕12上的光的变化范围。

上述变位板11的折射率可在1.4～2.0的范围内进行选择。

本发明使用的是可产生光的路径差异D的透光体，它利用的是光的折射现象。

另外，根据本发明的其它实施例，为改变光的路径而使用了反射镜。

即，位于光路径上的反射镜，它可改变光的反射角度，它是依据反射镜的角度来改变反射光的路径的。

利用反射来改变光的路径与利用光的折射特性来改变光的路径相比，根据反射镜的角度变化来改变光的路径则需更要精密的控制。

本发明中的图像变位程度还可以在比像素体积还小的范围进行，也可能会产生异常现象。但是由于图像的变化范围不大，因此，为使投射透镜内投射的图像在很小的范围内进行变位，就必须精密操作光路径变更设备。

因此，利用透光体的光路径变更设备比较容易控制，而且具有降低其误差的发生几率的优点。

特别是如图4所示，由透光体的同一入射点入射的光只是发生了路径的差异D，并没有改变光的行进方向。

在使用反射镜的情况下，即使是在反射镜的相同位置上入射的光也会根据反射镜的角度来变化光的行进方向，因此，它更能精密地控制。

图5和图6是本发明中应用了高分辨率装置的显示装置中，依据变位板的移动将光集中在屏幕上的光变位示意图；

图5是在具有四角形状的像素结构的显示装置当中，周期性改变变位板11，并且，屏幕12上的图像据此进行动作的示意图。

图5中，(a)是表示现有技术的像素结构在规定的时间(T＝0～T1)内在同一位置上的同一图像，从(b)和(c)可以看出，在时间(T＝0)和时间(T＝T1)时，作为在各个不同位置的图像，相同的像素可提高其分辨率的2倍。

例如，由一帧构成的图像信号被分为第1图像信号(0dd数据)和第2图像信号(Even数据)，在显示一帧图像的时间内，分别合成了上述第1图像信号和第2图像信号的图像，并按顺序显示出来。

具体地说，在现有技术的情况下，如果假设显示相同的1/60秒的同一图像信息，本发明就会把上述图像信息分解成第1图像信息和第2图像信息，并分别在1/120秒时间内的第1位置和第2位置上显示出来。

图7是表示的是把相当于一帧的图像分成第1图像和第2图像的图表。

相当于一帧的图像被分成如图7中的(a)所示的第1图像和如图7中的(b)所示的第2图像，如图7所示的第1图像和第2图像根据像素的位置进行分离。

另外，上述第1图像(0dd数据)的显示位置和第2图像(Even数据)的显示位置依据上述变位板11进行变换。

在图5的(b)中，第1图像(0dd数据)的显示位置和第2图像(Even数据)的显示位置沿对角线方向进行变换，在图5的(c)中的第1图像(0dd数据)的显示位置和第2图像(Even数据)的显示位置沿水平方向进行变换。

在具有图6中的菱形像素结构的显示装置中，照射屏幕的图像位置依据时间进行变换。

图6中的(a)是作为现有技术的像素构造，表示在规定的时间(T＝0～T1)内，在相同位置上的同一图像的图表，(b)中在时间(T＝0)和时间(T＝T1)内在各自不同的位置上产生不同图像，这时相同的像素的分辨率被提高了2倍。

图8a是本发明的激励器的示意图；图8b是图8a的立体分解图(本发明激励器的分解示意图)；图9a是本发明的激励器中的可动构件的斜视图；图9b是本发明的激励器中固定构件的分解斜视图。

图10是本发明的激励器中的可动构件的背面分解示意图；图11和图12是本发明的激励器中的固定构件的另一实施例的分解示意图。

参照图8a到图12，本发明的激励器包括固定构件20和可动构件30。

首先，固定构件20位于图像形成设备和屏幕之间的光路径上，并具有固定在其一侧的固定部21。图表中还有可用螺丝结合的支架，但在显示装置内的固定方法可以是多种多样。

即，上述固定构件20仅仅对光路径上的高分辨率装置起固定作用。

另外，在固定构件20的一侧有磁铁(magnet)23和轭状物(yoke)22。上述磁铁23和轭状物22如图所示，它形成于固定构件20的两侧，而且它只是选择性地存在于任意一侧。

上述磁铁23是具有N极和S极的2极性磁铁。

上述磁铁23利用自身的磁场来驱动可动构件30，上述轭状物22由于具有磁路(磁力线的路径)因而可提高磁力线的效率。

另一方面，上述可动构件30与上述固定构件20的内侧结合并可旋转。

上述可动构件30的形状可以是长方形或是菱形，上述可动构件30具有可对变位器31进行固定的合适的结构。

上述变位板31作为如上所述的可透过光的透光体，可在短时间内周期性地在规定的角度内旋转，并可改变使光照射到屏幕上的位置。

为此，对于光路径来说，，上述变位板31具有垂直或者以规定角度的倾角，因此，向上述变位板31上入射的光的入射角可周期性地进行变化。

上述可动构件30的两侧有杆32与上述固定构件20的插杆槽27结合并可旋转，为了达到旋转的预期效果，它还包括第1、2轴承33、36。因此，杆32的作用是作为上述可动构件30或是上述变位板31的旋转中心轴，上述旋转中心轴与光路径呈垂直状态。

上述第1轴承33大致呈圆筒形并在其中心插入杆32，上述第1轴承33位于上述固定构件20的杆插入槽27内。

上述第2轴承36与可动构件30的外侧直径相同，并与上述固定构件20的内侧面连接。

即，在插入到上述固定构件20内的状态中，上述可动构件30依据上述第2轴承36进行固定，以使它不能向左侧方向移动，在右侧的第1轴承33一侧有弹簧板24对其进行固定，以使它不能向右侧方向移动。

依据弹簧板24的弹性可保障可动构件30的适当运动，并起到固定作用，同时又能实现可动构件30的自由旋转。

上述弹簧板24的一端与固定构件20连接，另一端处于不固定的状态，以支撑上述可动构件30。

另外，在上述第1，2轴承33、36的上方有第1盖子25和第2盖子26，上述可动构件30并不脱离其上侧方向而起到支撑作用。

用两个螺丝把上述第1盖子25连接在可动构件30上，只用一个螺丝把上述第2盖子26连接到可动构件30上。这种结构的原因是可以保证上述可动构件30进行适当的旋转。

即，上述第2盖子26具有一定的弹性，它和上述弹簧板24的运动相似。

换句话说，弹性设备的作用是即保证了可动构件30的适当运动，又对固定构件20进行固定。

另外，在上述可动构件30的侧面即与形成于固定构件20上的磁铁23相对应面上有线圈35。

如图12所示，为方便线圈35的安装，在可动构件30的侧面设计了线圈支撑架38，使线圈35固定在上述线圈支撑架38上。线圈35的形状大致呈直四角形或圆带形，并根据电流的方向以上述磁铁为中心使可动构件30运动。

即，线圈35从电源供给线34处引入电源，依据流过线圈35的电流与固定构件20上的磁铁23的相互作用所产生的引力和斥力使上述可动构件30运动。即，依据引入上述线圈35的电流，以旋转中心轴为基准使上述可动构件30按顺时针或逆时针方向旋转。

虽然没有图示，但作为本发明另一实施例，在上述可动构件的内面有磁铁，在与上述磁铁相对的固定构件的侧面上有线圈支撑架和线圈。

如图10所示，变位板31与可动构件结合，当变位板31位于可动构件30的内侧的突出部39的位置后，它利用支撑构件37对其进行固定，突出部39的形状如图8b所示。

上述变位板31与上述可动构件30一起，即使没有支撑构件37它也会被固定在可动构件30上。

如图9b所示，为限制上述可动构件30的旋转角度，在固定构件20的内侧就设计了制动器28，它的作用是当受到外部冲击或错误操作以及过度操作等原因时，以保证可动构件30的旋转范围在规定的角度以内。

在如上构成的本发明位于显示装置的光路径上，依据接入的控制电流和线圈35与磁铁23间的相互作用进行旋转。

上述可动构件30的旋转范围被设定为±0.75度，并在第1位置和第2位置间做周期性旋转。

上述可动构件30在引入一帧的图像信号的时间期间内至少旋转一次以上。

因此，时刻都能感觉到分辨率被大幅度提高。

另外，如图10所示，可动构件30上使用了变位板31和固定变位板31的支撑构件37及螺丝371，在侧面上连接杆32和线圈35。

上述杆32位于光路径的垂直方向。

可动构件30上使用的配件中，杆32和变位板31起到了使光路径变化的重要作用，但在装配过程中出现的错误或因为移动而使光路径发生的变化等都会使可动构件30的运行稳定性降低。

还有，杆32及变位板31的装配工作会增加产品成本。

图11和图12是本发明的激励器中的可动构件的另一实施例示意图。

参照图11和图12，可动构件30是在其制造过程中和变位板301整体制造成的。

即，因为变位板301是整体制造而成的，所以可以省略变位板301的装配工序，不需使用固定变位板301的支撑构件或螺丝。

另外，因为变位板301是整体制造而成的，所以可以防止因变位板301的移动而造成光路径的改变。

因为变位板301是板形透光体，所以形成光线入射的入射范围和连接可动构件30的连接部分。上述连接部分和现有的不同，它是和可动构件30整体制造成的。

另外，在可动构件30上的连接杆321时，也可以整体制造。

因为杆321是整体制造而成的，所以可以省略连接杆321的工序，可防止因杆321的移动而引起光路径的改变。

与此相同，图11和图12是为说明可动构件30的杆321和变位板301是整体制造而成的，这样就可划时代性的减少制造工序，提高运行特性。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (4)

1. 一种激励器，其特征在于包括：

在规定的角度范围内旋转的带有杆的可动构件；

形成于上述可动构件上并可使光入射的变位板；

和上述可动构件的杆连接，支撑上述可动构件的固定构件；

使上述可动构件移动的驱动装置；

上述可动构件和上述变位板是整体制造而成的。

2. 如权利要求1所述的激励器，其特征在于：

所述杆是上述可动构件整体制造而成的。

3. 如权利要求1所述的激励器，其特征在于：

所述变位板由光线入射的入射范围和连接上述可动构件的连接部分构成。

4. 如权利要求1所述的激励器，其特征在于：

所述变位板是板形透光体。

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