CN1158538A - 使用单色液晶显示器的液晶投影仪 - Google Patents

Abstract

一种使用单色液晶显示器装置(LCD)的液晶投影仪。该液晶投影仪包括一个用于将由光源发出的光滤光并输出白光的滤光器。一个聚光器透镜组然后将该白光聚光，接下去将被聚光的白光用颜色滤光器分离成为三原色光并加到由单色LCD构成的LCD部分上。LCD部分根据所加的视频信号分离出的对应于三原色光输出视频图像。反射部分然后将被输出的视频图像组合并将合成的视频图像输出给一个投影仪透镜。最后，该投影仪透镜将合成视频图像投影到一个屏幕上。

Description

使用单色液晶显示器 的液晶投影仪

本发明涉及一种液晶投影仪。更具体讲，本发明涉及一种使用单色LCD(液晶显示器)的液晶投影仪。

一般说来，液晶投影仪是一种用于在屏幕上显示视频图像的装置。这是通过使白光从液晶的后方照射到液晶上完成的。而后，使用电信号将形成在液晶内的视频图像投射到屏幕上。按照常规，液晶投影仪使用三个液晶显示器以便得到清晰的视频图像。使用三个显示器的原因在于一个液晶显示器的分辨率对于大屏幕是不够高的。

以下将参照图1说明使用黑白液晶显示器(LCD)的常规的液晶投影仪的操作。如图1的方框图所显示的那样，使用黑白LCD的现有技术的液晶投影仪包括一个灯1和一个滤光器2。滤光器2将来自灯的光进行滤光并将白光输出给第一反射部分3。聚光器透镜组4将以红、绿和蓝成分将第一反射部分3反射的光聚光。而后，LCD部分根据加到LCD部分5上的视频图像调制被聚光的光成分，从而输出相应的视频图像。第二反射部分6将从LCD部分5接收的视频调制的光成分组合成合成视频图像。最后，投影仪透镜12将合成视频图像投射到屏幕(未示出)上。

第一反射部分3进一步包括三个二向色反射镜31、33和35。第一二向色反射镜31只反射从被滤光的白色光所接收到的红光成分，而将其它的光成分传送给反光镜33。第二二向反射镜33只反射从穿过第一二向色反射镜31的光成分中所接收到的蓝光成分，而将其它光成分传送给反射镜35。而后，反光镜35反射从穿过第二二向透反光镜33的光成分中接收到的绿光成分。

聚光器透镜组4进一步包括三个聚光器透镜41、43和45。第一聚光器透镜41将由第一反射部分3反射的入射红光进行聚光。同样，第二聚光器透镜43将由第一反射部分3反射的入射蓝光进行聚光。最后，第三聚光器透镜45将还是由第一反射部分3反射的入射绿光进行聚光。

LCD部分5是由若干黑白LCD构成的，进一步包括三个LCD部分51、53和55。第一个LCD部分51根据加到LCD部分5上的视频信号对由聚光镜透镜组4输出的红光束进行调制，由此输出红色视频图像。同样，第二个LCD部分53根据所加的视频信号对由聚光镜透镜组4输出的蓝光束进行调制，由此输出蓝色视频图像。最后，第三个LCD部分55根据所加的视频信号对由聚光镜透镜组4输出的绿光束进行调制，从而输出绿色视频图像。

第二反射部分6进一步包括三个反光镜61、63和65，换句话讲，所提供第二反光镜61是为了反射由LCD部分5输出的红色视频图像。此外，在第二反射部分6中还提供了反射蓝色视频图像的第三二向色反光镜63和反射绿色视频图像的第四二向色反光镜65。最后，投影透镜12将由第二反射部分6反射的所有的视频图像组合起来并将相应的彩色视频信号投射在屏幕上。

在上述已有技术的投影仪中，由灯1发射的光在通过滤光镜2时被转化成白光。而后，这白光入射到第一反射部分3的第一二向色反光镜31上。二向色反光镜是一种反射预定波长范围内的颜色的光而同时又允许预定波长范围以外的光从中穿过的专门的反射镜。

这样，在入射到第一二向色反光镜31上的白光当中，只有红光成分被反射并入射到第一聚光镜透镜41上。同样，其它波长的光成分穿过二向色反光镜31并入射到第二二向色反光镜33上。而后在入射到第二二向色反光镜33上的二种光成分之中，只有蓝光成分被反射并入射到第二聚光镜透镜43上。结果，只有绿光成分通过二向色反光镜33，而后被反射镜35反射。而后，被反光镜35反射的光成分入射到第三聚光镜透镜45上。

第一聚光镜透镜41通过将由第一二向色反光镜31反射的红光汇聚到第一LCD 51上来只将红色视频图像输出给第二反射镜61。而后LCD 51根据所加的视频信号对这光进行调制。同样，第二聚光镜透镜43将蓝色汇聚到第二LCD 53上，第二LCD 53将蓝色视频图像输出给第三二向色反光镜63。最后，第三聚光镜透镜45将绿光汇聚到第三LCD 55上，第三LCD 55将绿色视频图像输出给第四二向色反光镜65。

输出给第二反射镜61的红色视频图像被反射，并入射到第三二向色反光镜63上。第三二向色反射镜63让由第二反射镜61反射的红色视频图像透过并反射由第二LCD 53输出的蓝色视频图像，由此，输出被合成的红色和蓝色视频图像给第四二向色反光镜65。第四二向色反光镜65让由第三二向色反光镜63反射的组合的红色和蓝色视频图像透过，反射由第三LCD 55输出的绿色视频图像，这样将组合的红色、蓝色和绿色视频图像输出给投影仪镜头12。于是，投影仪镜头12将这种组合的红、蓝和绿色视频图像投射在屏幕上。

在使用一个黑白LCD的已有技术的液晶投影仪中，并使用了两个二向色反光镜和一个反射镜来分离白光。此外，要组合彩色视频图像还要使用二个二向色反光镜和另外一个反射镜。因此，使用一个黑白LCD的已有技术的投影仪一直有一些缺点，这些缺点就是因为使用许多价格昂贵的二向色反光镜而使其制造成本太高。此外，这种投影仪由于使用许多二向色反光镜和反射镜而使其结构复杂并且体积庞大。

本发明的一个重要的根本的优点在于提供了一种设备，这种设备大体上消除了所述的已有技术设备的一个或多个局限性和缺点。具体讲，本发明涉及一种价格低体积小的使用一个单色液晶显示器(LCD)的液晶投影仪。

本发明附加的特性和优点将在以下的说明中加以陈述，这些特性和优点部分地由这种说明可以很清楚地看到，或者通过实施本发明而了解到。本发明的目的和其它优点利用在所撰写的说明书和权利要求书以及附图中所具体指出的装置可以实现和获得。

为了获得本发明的这些和其它一些优点并根据本发明的目的，如所具体实施的和概括地描述的那样，本发明包括一液晶投影仪。该投影仪中包括一个用于发光的光源和一个将由光源发出的光进行滤光并输出白光的滤光装置。一个聚光器装置使由滤光器装置输出的白光聚光并输出经过聚光的白光。还包括一个由一系列单色LCD构成的LCD装置。这些LCD装置的每一个都包括一个用于将经过聚光的白光滤光的颜色滤光器。而后，LCD装置根据加到该LCD装置上的视频信号调制由聚光器装置输出的经过聚光的白光，从而由此输出视频图像。而后，一个反射装置将由LCD装置输出的每一幅视频图像组合并输出组合的彩色图像。最后，一个投影装置将由反射装置输出的组合的彩色视频图像投影到屏幕上。

根据本发明的另一个方面，液晶投影仪包括一个发光的光源，以及一个将由光源发出的光进行滤光并输出白光的滤光装置。第一聚光器装置将由滤光装置输出的白光聚光并输出经过聚光的白光。其中还包括一个具有用于将经过聚光的白光滤光的红、绿和蓝色滤光器的LCD装置。这些颜色滤光器而后根据加到LCD装置上的视频信号对由聚光器装置输出的经过聚光的白光进行调制，从而由此输出一个红色视频图像、一个绿色视频图像和一个蓝色视频图像。接着，第二聚光器装置将由LCD装置输出的红色视频图像、蓝色视频图像和绿色视频图像聚光并输出相应的经过聚光的视频图像。一个反射装置将由第二聚光器装置输出的经过聚光的红色、绿色和蓝色视频图像组合并输出一个合成彩色视频图像。最后，一个投影装置将由反射装置输出的合成彩色视频图像投影在一个屏幕上。

当然，前面所述的一般性说明和以下详细的说明都是示范性的和说明性的，目的在于提供对所要求保护的发明所作的进一步的解释。

包括在其中并构成说明书的一部分的附图与说明书一起说明了本发明的若干实施例，并用于说明本发明的目的、优点和原理。

图1是说明使用一个黑白液晶显示器(LCD)的已有技术的液晶投影仪的方块图。

图2是说明根据本发明的第一优选实施例的使用单色LCD的液晶投影仪的视图。

图3是说明根据本发明的第二优选实施例的使用单色LCD的液晶投影仪的视图。

现在将参照附图说明本发明的若干实施例。图2说明了根据本发明的一个优选的实施例的使用单色LCD的液晶投影仪。该液晶投影仪包括灯1和使由灯1发出的光滤光并输出白光的滤光器部分7。而后聚光器透镜组4进行聚光并输出三束白光。紧接着将被聚光的白光分离成三原色光。然后，LCD部分8根据加到LCD部分8上的视频信号输出相应于分离出的三原色光的视频图像。而后，反射部分6将输出的视频图像组合并将合成的视频图像输出给投影仪镜头12。最后，投影仪镜头12接着将合成视频图像投影在屏幕10上。

灯1进一步包括安装在灯1的两侧的反射镜11。反光镜11反射散射光并将这种光汇聚到预定区域。滤光器部分7包括第一滤光器71、第二滤光器73和第三滤光器75。滤光器71、73和75的每一个将由灯1输出的光进行滤光并输出白光。此外，聚光器透镜组4进一步包括第一聚光器透镜41、聚光器透镜43和聚光器透镜45。三个聚光镜透镜41、43和45的每一个分别将由滤光器71、73和75中的一个输出的白光聚光。

LCD部分8使用三个分别对应于三原色光之中的一具体颜色的多个LCD。换句话讲，LCD部分8包括一个具有一个单色LCD和一个红色滤光器的红色LCD 81、一个具有一个单色LCD和一个蓝色滤光器的蓝色LCD 83和一个具有一个单色LCD和一个绿色滤光器的绿色LCD 85。上述这些颜色的滤色器的每一种颜色都在黑白LCD的三原色之中。对于本领域的普通技术人员来说，显然还可以使用其它结构的用于处理由聚光器透镜组4输出的白光的单色LCD和颜色滤光器。

反射部分6包括一个用于反射由红色LCD 81输出的红色视频图像的第一反射镜61。还包括一个用于反射由蓝色LCD 82输出的蓝色视频图像的第一二向色反光镜63和一个用于反射由绿色LCD 83输出的绿色视频图像的第二二向色反光镜65。反射部分6将合成的彩色视频图像输出给投影仪镜头12。

现在将说明根据本发明的第一个优选实施例的使用一个单色LCD的液晶投影仪的操作。当接通电源启动该液晶投影仪时，滤光器部分7从由灯1发出的白光中滤出红外线。这部分经过滤光的光是白光，而后入射到聚光器透镜组4上。由第一聚光器透镜41将来自第一滤光器71的白光汇聚到红色LCD 81上。而后，红色LCD 81根据所加的视频信号对光进行调制，由此从被聚光的白光中只输出红色视频图像。此外，由第二聚光器透镜43将来自第二滤光器73的白光汇聚到蓝色LCD 83上。而后，蓝色LCD 83根据所加视频信号对光进行调制，由此从被聚光的白光中只输出蓝色视频图像。同样，由第三聚光器透镜45将来自第三滤光器75的白光汇聚到绿色LCD 85上。而后，绿色LCD 85根据所加的视频信号对光进行调制，由此从被聚光的白光中输出绿色视频图像。

而后，被LCD部分8分离出的视频图像入射到第二反射部分6上，并被合成以形成原始彩色视频图像。而后，由投影仪镜头12将合成的彩色视频图像投影到屏幕10上。也就是说，由红色LCD 81输出的红色视频图像被反射部分6的反射镜61反射并入射到第一二向色反光镜63上。第一二向色反光镜63使被反射镜61反射的红色视频图像透过，并反射由蓝色LCD83输出的蓝色视频图像，借此，输出组合的红和蓝视频图像给第二二向色反光镜65。第二二向色反光镜65使由第一二向色反光镜63输出的合成的红和蓝视频图像透过并反射由绿色LCD 85输出的绿色视频图像，从而输出合成的红、蓝和绿色视频图像。这样，投影仪镜头12将合成的红、蓝和绿色视频图像投影到屏幕10上。

图3说明了根据本发明的第二个优选实施例的一种液晶投影仪。如图3所示，可以将第二聚光器透镜组9安装到LCD部分8的输出端以便增强由LCD部分8输出的每一幅视频图像的屏幕质量。第二聚光器透镜组9还包括一个用于将由红色LCD 81输出的红色视频图像聚光的第四聚光器透镜91、一个用于将由蓝色LCD 83输出的蓝色视频图像聚光的第五聚光器透镜93以及一个用于将由绿色LCD 85输出的绿色视频图像聚光的第六聚光器透镜95。结果，通过将由LCD81、83和85的每一个输出的红、蓝和绿色视频图像聚光并将这些视频图像输出给反射部分6可以将具有清晰的屏幕质量的彩色视频图像投影到屏幕10上。

如上所述，根据本发明的一些优选的实施例使用单色LCD的液晶投影仪的作用在于它可以减少生产成本和投影仪的尺寸。具体讲，这是通过安装若干个将白光滤光成为对应于黑白LCD的三原色光的光成分的附加颜色滤光器完成的。因此，使用较低成本的二向色反光镜可以再现对应于每一种这些光成分的视频图像。此外，通过将一些附加的聚光器透镜安装在LCD 8上可以获得具有清晰的屏幕质量的彩色视频图像。

本领域的普通技术人员从对这里公开的发明所作的说明和实践的研究来了解本发明的其它一些实施例将是显而易见的。这里的说明和例子只是用作举例，而本发明的实际的范围和精神是由权利要求书来表达的。

Claims (10)

1、一种液晶投影仪，包括：

一个用于发光的光源；

用于将由光源发出的光进行滤光并输出白光的滤光装置；

用于将由滤光装置输出的白光聚光并输出经过聚光的白光的聚光器装置；

由一系列单色LCD构成的液晶显示器(LCD)装置，每个单色LCD包括一个用于将经过聚光的白光进行滤光的颜色滤光器，在其中LCD装置根据加在该LCD装置上的视频信号对由聚光器装置输出的经过聚光的白光进行调制，从而输出视频图像；

用于将由LCD装置输出的每个视频图像合成并输出合成的彩色视频图像的反射装置；以及

用于将由反射装置输出的合成彩色视频图像投影到屏幕上的投影装置。

2、根据权利要求1所述的投影仪，其中所述LCD装置由三个单色LCD构成，每个单色LCD包括一个对应于光的三原色之一的颜色滤光器。

3、根据权利要求2所述的投影仪，其中所述滤光器装置包括一个第一滤光器、一个第二滤光器和一个第三滤光器，每一个滤光器都用于将由光源输出的光进行滤光并输出白光。

4、根据权利要求3所述的投影仪，其中所述聚光器装置包括一个用于将由第一滤光器输出的白光聚光的第一聚光器透镜、一个用于将由第二滤光器输出的白光聚光的第二聚光器透镜、和一个用于将由第三滤光器输出的白光聚光的第三聚光器透镜。

5、根据权利要求3所述的投影仪，其中所述LCD装置包括：

一个第一单色LCD，具有由一个红色滤光器构成的一个颜色滤光器，用于根据所加的视频信号对从第一聚光器透镜输出的经过聚光的白光进行调制，从而输出红色视频图像；

一个第二单色滤光器LCD，具有由一个蓝色滤光器构成的一个颜色滤光器，用于根据所加的视频信号对由第二聚光器透镜输出的经过聚光的白光进行调制，从而输出蓝色视频图像；以及

一个第三单色LCD，具有由一个绿色滤光器构成的一个颜色滤光器，用于根据所加的视频信号对由第三聚光器透镜输出的白光进行调制，从而输出绿色视频图像。

6、根据权利要求5所述的投影仪，其中所述反射装置包括：

一个用于反射由第一LCD输出的红色视频图像的反射镜；

一个用于使被所述反射镜反射的红色视频图像透过而反射由第二LCD输出的蓝色视频图像、从而输出一种合成的红和蓝色视频图像的第一二向色反光镜；以及

一个用于使由第一二向色反光镜输出的所述合成的红和蓝色视频图像透过而反射由第三LCD输出的绿色视频图像、从而输出一种合成的红、绿和蓝色视频图像的第二二向色反光镜。

7、根据权利要求1所述的投影仪，其中所述投影装置包括一个用于将由所述反射装置输出的合成的彩色视频图像投影到屏幕上的投影仪镜头。

8、根据权利要求1所述的投影仪，其中所述光源还包括一个安装在光源的两侧、用于反射由光源输出的光并将由光源输出的光汇聚到一个预定的区域的反射镜。

9、一种液晶投影仪，包括：

一个用于发光的光源；

用于将由光源发出的光进行滤光并输出白光的滤光装置；

用于将由滤光装置输出的白光聚光并输出经过聚光的白光的第一聚光器装置；

液晶显示器(LCD)装置，具有红、绿和蓝色滤光器，并用于将经过聚光的白光滤光并用于根据加到LCD装置上的视频信号对由聚光器装置输出的经过聚光的白光进行调制，从而输出红色视频图像、蓝色视频图像和绿色视频图像；

用于将由LCD装置输出的红色视频图像、蓝色视频图像和绿色视频图像聚光并输出相应的经过聚光的视频图像的第二聚光器装置；

用于将由第二聚光器装置输出的红色的、蓝色的和绿色的经过聚光的视频图像组合并且输出合成的彩色视频图像的反射装置；以及

用于将由反射装置输出的合成的彩色视频图像投影到屏幕上的投影装置。

10、根据权利要求9所述的投影装置，其中所述第二聚光器装置包括：

一个用于将由LCD装置输出的红色视频图像聚光的第一聚光器透镜；

一个用于将由LCD装置输出的蓝色视频图像聚光的第二聚光器透镜；以及

一个用于将由LCD装置输出的绿色视图图像聚光的第三聚光器透镜。

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