CN1159926C - 电光成像方法和大屏幕投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一组电光成像方法和大屏幕投影显示装置，由点控制型或行控制型或普通型组合光阀、图像分解合成器件、投影光学系统和控制电路生成投影图像。具有高亮度、高分别率、高图像质量和低制造成本的突出优点，采用完全的数字式控制方式，投影图像行像素和列像素均可达到数千个。可实现大屏幕、高亮度、高分别率、高对比度和高图像质量的彩色投影图像。可用于大屏幕投影电视机、大屏幕投影显示器和其它大屏幕投影显示装置。

Description

电光成像方法和大屏幕投影显示装置

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域。

背景技术

现有的图像显示技术中的光学投影显示技术主要可以分为：显像管投影显示、激光显示、光阀显示和微镜显示四种。在光阀显示中，液晶光阀显示是较有代表性和使用较多的技术。电子工业出版社于1991年出版、[日]金子英二著的《液晶电视——液晶显示的原理和应用》、“电视技术”1991年第11期刊载的《大屏幕液晶投影电视》、“电视技术”1998年第3期刊载的《液晶彩电发展趋势》和“无线电与电视”1998年第3期刊载的《大屏幕电视及投影技术》介绍了四种大屏幕投影液晶显示技术：(1)利用电子束扫描，将图像写入液晶器件。这种方法的主要问题是，现有液晶在较高的直流电压下的工作寿命太短。(2)利用液晶的热效应，采用激光寻址方式的技术。该技术用激光束加热液晶像素，利用加在液晶像素上的电压控制液晶像素的冷却状态。从而，将图像写入液晶器件。此种技术的主要问题是：由于利用液晶的热效应，将一幅图像写入液晶光阀器件的时间较长；另一方面，需要激光装置和一个用于激光束扫描的精密到微米量级的伺服机构。(3)利用光电效应，采用光寻址方式的技术。该技术在液晶光阀器件的背面制备一光导层，将液晶光阀器件用光纤固定在CRT的表面上。CRT屏上的图像光束投射到光导层上，由于光电效应而产生电压。该电压将图像写入液晶器件。此种技术的主要问题是：需要先通过CRT将电信号转变为光信号，然后，由光电效应将光信号转变为模拟电信号，再由模拟电信号将图像写入液晶器件；另一方面，需要CRT装置，从而使投影显示装置较为复杂。(4)利用晶体管开关矩阵扫描，将图像写入单片液晶器件。目前，这种方法的主要问题是：由于制造上的困难，单片液晶光阀像素点数受到限制，不易制造高分别率的单片液晶器件，成品率低，制造成本高，且光损耗大、利用率低。1990年12月19日公开的申请号为90104191发明专利，公开了一种采用光阀与图像复合系统配合，合成图像光束的方法，仅仅是彩色组合，不能提高透光率。

发明内容

本发明正是针对这些现象而做出的一种数字式控制方电光成像技术和大屏幕投影彩色显示装置。

本发明的内容是提供具有高亮度、高分别率和高图像质量以及低制造成本、采用完全的直接数字式控制方式的电光成像技术，和基于此电光成像技术的大屏幕投影彩色显示装置。

为提供上述电光成像技术，本发明的电光成像方法采用的解决方案是：

一种基于组合光阀和控制电路的电光成像方法，至少由一组子光阀组成组合光阀，像素点分布在各个光阀上，各个光阀的像素矩阵为图像像素矩阵的子矩阵，由控制电路调节各像素点的透射光或反射光强度，与图像分解合成器配合，合成图像光束，其特征在于：所述组合光阀的子光阀，与图像分解合成器配合可为：

(a)点控制A型光阀、或者为行控制A型光阀与A型图像分解合成器件配合，

所述点控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，间隔布置像素列和非像素列，采用晶体管开关寻址，在非像素行和非像素列，分别布置扫描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述行控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在非像素行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述A型图像分解合成器件，由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成，该条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条纹形半反射半透射棱镜两种类型，条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体上，相应于A型光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作条纹反射镜面，条纹形半反射半透射棱镜，是在直角棱镜的斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成，也可以将条纹形半反射半透射棱镜和直角棱镜做成一个整体，形成A型图像分解与合成棱镜，

所述A型图像分解合成器件与A型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各A型子光阀的入射光束，或将各A型子光阀的出射光束，合成为图像光束；

(b)或者为反射式点控制B型光阀、或者反射式行控制B型光阀与B型图像分解合成器件配合，

所述反射式点控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫像描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述反射式行控制B型光阀，每一行都是素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述B型图像分解合成器件，由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，也可以将直角棱镜组或条纹形半反射半透射棱镜组做成一个整体，形成B型图像分解与合成棱镜，

所述B型图像分解合成器件与B型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各B型子光阀的入射光束，或将各B型子光阀的出射光束，合成为图像光束；

(c)普通型光阀，与综合型图像分解合成器件配合，

将入射光束，分解为各子光阀的入射光束，或将各子光阀的出射光束，合成为图像光束。

本发明电光成像方法的大屏幕投影显示装置，由光源、彩色分光器件、光阀、彩色合成器件、投影器件组成。其特征在于：所述光阀为组合光阀，与图像分解合成器件配合，合成图像光束；所述组合光阀：

(a)或者为点控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，间隔布置像素列和非像素

   列，采用晶体管开关寻址，在非像素行和非像素列分别布置扫描电极母线和信号

   电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

(b)或者为行控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，每一列都是像素列，采用

   晶体管开关寻址，在非像素行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体

   管开关电路，

(c)或者为反射式点控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶

   体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫描电极母线和信号电极

   母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

(d)或者为反射式行控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶

   体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，

   布置晶体管开关电路，

(e)或者为普通型光阀，即其它形式光阀；

所述图像分解合成器件为：

(f)或者为A型图像分解合成器件，由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，

   和反射镜或直角棱镜组成，该条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条

   纹形半反射半透射棱镜两种类型，条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体上，如无色

   光学玻璃或透明塑料上，相应于A型光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作条纹反射

   镜面，条纹形半反射半透射棱镜，是在直角棱镜的斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和

   布置形式，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成，也可以将条纹形半

   反射半透射棱镜和直角棱镜做成一个整体，形成A型图像分解与合成棱镜，该A型图像

   分解合成器件与A型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各A型子光阀的入射光束，

   或将各A型子光阀的出射光束，合成为图像光束，

(g)或者为B型图像分解合成器件，由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，

   也可以将直角棱镜组或条纹形半反射半透射棱镜组做成一个整体，形成B型图像分解与

   合成棱镜，该B型图像分解合成器件与B型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各B

   型子光阀的入射光束，或将各B型子光阀的出射光束，合成为图像光束，

(h)或者为综合型图像分解合成器件，由A型和B型图像分解合成器件组成。

对本发明更祥细描述是：由一组子光阀组成组合光阀，像素点分布在各个光阀上；各个光阀的像素矩阵为图像像素矩阵的子矩阵；由控制电路调节各像素点的透射光或反射光强度；由条纹形半反射半透射镜(简称条纹形半反镜)或其它半反射半透射镜(简称半反镜)，和反射镜或直角等腰三角形棱镜(简称直角棱镜)组成A型图像分解合成器件；或由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成B型图像分解合成器件，组合光阀上像素点的出射光束，由图像分解合成器件，合成为图像光束。

子光阀按光束入射和出射形式可分为透射式或反射式光阀。子光阀按控制方式分为三种类型。第一种可称为点控制型光阀，第二种可称为行控制型光阀，第三种可称为普通型光阀，即其它形式的光阀，如上所述的第四种液晶显示技术中利用晶体管开关矩阵(TFT)扫描的单片液晶光阀，市场上各种液晶投影机所采用的各种单晶硅、非晶硅或多晶硅单片液晶光阀，或其它形式的普通光阀。按像素分布方式，点控制型光阀又可分为点控制A型光阀和点控制B型光阀，行控制型光阀又可分为行控制A型光阀和行控制B型光阀。

点控制A型光阀上，划分等宽的行和列，按行和列或按双行和双列间隔布置像素和像素控制电路。点控制A型光阀采用晶体管开关寻址，在非像素行和非像素列分别布置扫描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。对反射式点控制A型光阀，可在光阀像素区正面布置像素控制电路，也可在光阀像素区背面布置像素控制电路。可由三个、四个或多个点控制A型光阀组成一个点控制A型或B型组合光阀。

行控制A型光阀上，划分等宽的行和列，按行或按双行间隔布置像素行和行像素控制电路。行控制A型光阀采用晶体管开关寻址，在非像素行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。对反射式行控制A型光阀，可在光阀像素区正面布置行像素控制电路，也可在光阀像素区背面布置行像素控制电路。可由两个或多个行控制A型光阀组成一个行控制A型或B型组合光阀。

反射式点控制B型光阀上，划分等宽的行和列，每一行都是像素行，每一列都是像素列。在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。可由三个、四个或多个反射式点控制B型光阀组成一个反射式点控制B型组合光阀。

反射式行控制B型光阀上，划分等宽的行和列，每一行都是像素行，每一列都是像素列。在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。可由两个或多个反射式行控制B型光阀组成一个反射式行控制B型组合光阀。

也可由两个或多个普通型光阀即其它形式光阀组成一个普通A型或B型组合光阀。

图像分解合成器件可分为A型、B型和综合型三种类型。

A型图像分解合成器件由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成。条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条纹形半反射半透射棱镜两种类型。也可以将条纹形半反射半透射棱镜和直角棱镜做成一个整体，形成A型图像分解与合成棱镜。

条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体(如无色光学玻璃或透明塑料)上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，按行或列间隔，或者按双行或双列间隔，制作具有高反射系数的条纹反射镜面。为了改善条纹形半反射半透射平镜的透光特性，使平行入射光束垂直于透明基体表面，可以制作阶梯条纹形半反射半透射平镜。或者一幅图像光束的一部分光束从条纹反射镜面上反射，另一部分光束从条纹反射镜面间的透明基体上直接透射，分解为两幅子图像光束。或者一幅子图像光束从条纹反射镜面上反射，另一幅子图像光束从条纹反射镜面间的透明基体上直接透射，二者合成为一幅图像光束。

条纹形半反射半透射棱镜，是在直角等腰三角形棱镜(简称直角棱镜)的45°斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，按行或列间隔，或者按双行或双列间隔，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成。或者一幅图像光束的一部分光束从直角棱镜的阶梯条纹上直接透射，另一部分光束从直角棱镜的阶梯条纹间的45°斜面上反射，分解为两幅子图像光束。或者一幅子图像光束从直角棱镜的阶梯条纹上直接透射，另一幅子图像光束从直角棱镜的阶梯条纹间的45°斜面上反射，二者合成为一幅图像光束。

B型图像分解合成器件由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成。可以将直角棱镜组或条纹形半反射半透射棱镜组做成一个整体，形成B型图像分解与合成棱镜。或者一幅图像光束由该组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜反射，分解为一组子图像光束。或者一组子图像光束由该组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜反射，合成为一幅图像光束。

按平行光束的出射方向与入射方向的位置关系，A型和B型图像分解合成器件又可分为垂直A型和平行A型以及垂直B型和平行B型图像分解合成器件。

综合型图像分解合成器件由A型和B型图像分解合成器件组成。

为实现前述大屏幕投影彩色显示装置，本发明的投影显示装置采用的解决方案是：采用上述电光成像方法；基于组合光阀和图像分解合成器件，构成单色或彩色投影光学系统。

投影显示装置按投影方式分为透射式投影显示装置和反射式投影显示装置两种类型。

在透射式彩色投影光学系统中，由三个透射式组合光阀分别控制透射的红、绿、蓝三种单色光束，经相应的图像分解合成器件，分别合成为单色图像。并通过反射镜和两个二向色反射镜，将三个单色图像合成为彩色图像。然后，投影透镜系统将图像光束投影到大屏幕上。

在反射式彩色投影光学系统中，由三个反射式组合光阀分别控制反射的红、绿、蓝三种单色光束，由相应的图像分解合成器件和反射光路，将该三种单色光束，合成为彩色图像。然后，投影透镜系统将图像光束投影到大屏幕上。

在另一种透射式彩色投影光学系统中，由一个透射式组合光阀的三个或三组子光阀分别控制透射的红、绿、蓝三种单色光束，生成为单色图像，由相应的图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色图像，合成为彩色图像。然后，投影透镜系统将图像光束投影到大屏幕上。

在另一种反射式彩色投影光学系统中，由一个反射式组合光阀的三个或三组子光阀分别控制反射的红、绿、蓝三种单色光束，生成为单色图像，由相应的图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色图像，合成为彩色图像。然后，投影透镜系统将图像光束投影到大屏幕上。

本发明具有下述的一些主要优点：

1.提高投影图像亮度和改善图像质量。对于普通液晶光阀，其标准开口率通常为35～

  40％，每个像素所占面积除了透过光线的液晶面积，还必须包括布置像素控制电路的面

  积，即使对于具有较大开口率的普通液晶光阀，光阀上像素有效面积最多只能达到

  70％，不但有损亮度，而且使得图像像素与像素之间有明显的间隔。而采用A型组合

  光阀时，在合成图像上，对应一个光阀上各像素控制电路所占区域，由其它光阀上的

  像素填充，从而，合成图像的像素有效面积达到100％，并且图像像素与像素之间不

  存在间隔，不但亮度大大提高，而且改善了图像质量。

2.光源功率利用率高，热损失小，有利于提高液晶光阀器件使用寿命。对于普通液晶光

  阀，其开口率通常小于50％，为了保护TFT电路，特地制作黑矩阵，以避免入射光照

  射到TFT电路上。因此，光源功率利用率低，损耗大。而采用A型组合光阀和由条纹

  形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的A型图像分解合成器件，将来自照明聚

  光滤色分光系统的平行入射光束，分解为相应子图像光束，投射到组合光阀的各个子

  光阀上，使各个子光阀上仅在各像素对应的透明电极处有入射光束，其余非像素单元

  或各像素TFT电路部分没有入射光束。因而，热损失小，既能有效地保护TFT电路，

  提高液晶光阀器件使用寿命，又能充分利用光源功率。

3.可生成高分别率的图像。根据现有的技术和制造工艺水平，点控制型或行控制型光阀

  的像素面积可以做到很小。若每个像素的面积为100平方微米，一个显示区面积为

  16平方厘米的点控制A型组合光阀就可生成一幅2000×2000个像素的图像。其中，

  每个点控制A型光阀的显示区面积为4平方厘米。如提高制造工艺水平，增大点控制

  型或行控制型组合光阀的显示区面积、或减小单个像素面积，则显示图像的像素点数

  可以达到更高。另一方面，在单个光阀的像素个数和单个像素的面积一定时，采用具

  有多个子光阀的组合光阀，结合A型和B型图像分解合成器件即采用综合型图像分解

  合成器件合成图像，也可生成高分别率的图像。

4.可投影大屏幕图像。根据不同需要，采用多单元组合光阀和综合型图像分解合成器件，

  可设计超大屏幕投影显示装置。

5.结构简单，便于制造，制造成本低，成品率高。首先，由于采用组合光阀，图像像素

  点分布在各个单元光阀上，降低了单个光阀的像素点数，从而，降低了单个光阀的制

  造难度，提高了成品率，例如，对于具有1280×1024个像素的图像，可用4个点控

  制A型光阀，每个光阀仅具有640×512个像素，以2×2的形式构成点控制A型组合

  光阀；对于具有2048×2048个像素的图像，可以采用16个点控制A型光阀，每个光

  阀亦仅具有512×512个像素，以4×4的形式构成点控制A型组合光阀，结合采用A

  型和B型图像分解合成器件，合成高分别率图像。其次，A型图像分解合成器件仅由

  条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成，B型图像

  分解合成器件仅由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，结构简单，制造容易。

  无须像其它高分别率的大屏幕投影技术，需采用CRT、光电器件或激光装置。第三，

  在由一个组合光阀的三个或三组子光阀分别控制入射的红、绿、蓝三种单色光束的彩

  色投影光学系统中，不需要采用不易制造的二向色反射镜，直接由相应的图像分解合

  成器件，将红、绿、蓝三个单色图像，合成为彩色图像。从而，降低了制造难度和成

  本，并且能够提高投影图像亮度和改善图像质量。

6.并行方式扫描像素。首先，采用组合光阀时，由于各个子光阀控制电路相互之间没有

  直接偶合，可以采用并行方式，同时扫描各个子光阀的像素。其次，采用行控制型光

  阀时，由于各行像素控制电路相互之间没有直接偶合，可以采用并行方式，同时扫描

  多行像素。因此，既可以增大像素的占空系数，提高投影图像亮度，又可以增加单位

  时间里的扫描像素点数，从而可以增加投影像素点数，进一步提高分别率。

本发明可实现大屏幕、高亮度、高分别率和高图像质量的彩色投影图像，可用于大屏幕投影电视机、大屏幕投影显示器和其它大屏幕投影显示装置。

附图说明

图1是点控制A型组合光阀像素分布矩阵

图2是点控制A型光阀结构示意图

图3是平面条纹形半反射半透射平镜示意图

图4是阶梯条纹形半反射半透射平镜示意图

图5是A型阶梯条纹形半反射半透射棱镜

图6是B型阶梯条纹形半反射半透射棱镜

图7是垂直A型图像分解合成器件原理图

图8是平行A型图像分解合成器件原理图

图9是垂直A型图像分解与合成棱镜原理图

图10是平行A型图像分解与合成棱镜原理图

图11是垂直B型图像分解合成器件原理图

图12是平行B型图像分解合成器件原理图

图13是垂直B型图像分解与合成棱镜原理图

图14是垂直B型图像分解与合成棱镜原理图

图15是透射式点控制A型组合光阀成像原理图

图16是反射式点控制A型组合光阀成像原理图

图17是透射式点控制A型组合光阀成像原理图

图18是反射式点控制A型组合光阀成像原理图

图19是行控制A型组合光阀像素分布矩阵

图20是行控制A型光阀结构示意图

图21是透射式行控制A型组合光阀成像示意图

图22是反射式行控制A型组合光阀成像示意图

图23是透射式行控制A型组合光阀成像示意图

图24是反射式行控制A型组合光阀成像示意图

图25是反射式点控制B型光阀结构示意图

图26是反射式行控制B型光阀结构示意图

图27是反射式点控制B型组合光阀成像原理图

图28是反射式点控制B型组合光阀成像原理图

图29是反射式行控制B型组合光阀成像原理图

图30是反射式行控制B型组合光阀成像原理图

图31是透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

图32是透射式点控制B型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

图33是综合型透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

图34是综合型反射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

图35是RGB点控制A型组合光阀像素分布示意图

图36是RGB点控制A型组合光阀像素分布示意图

图37是RGB综合型透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

图38是RGB综合型反射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统

附图标号说明：

标号	器件	标号	器件
				1	透明基本	12	反射式行控制B型组合光阀
2	条纹反射镜	13	投影透镜系统
				3	直角棱镜	14	投影屏幕
4	条纹半反射半透射镜	15	光源
				5	反射镜	16	UV滤光片
6	点控制A型组合光阀	17	会聚透镜系统
				7	A型图像分解合成器件	18	IR滤光片
8	行控制A型组合光阀	19	偏振光分束棱镜
				9	反射式点控制B型组合光阀	20	RGB三色滤色片
10	平行B型图像分解合成器件	21	二向色反射镜
				11	垂直B型图像分解合成器件

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

本发明的电光成像方法第一个实施例为点控制A型组合光阀成像光学系统。图1是点控制A型组合光阀像素分布矩阵；图2是点控制A型光阀结构示意图；图3是平面条纹形半反射半透射平镜示意图；图4是阶梯条纹形半反射半透射平镜示意图；图5是A型阶梯条纹形半反射半透射棱镜；图6是B型阶梯条纹形半反射半透射棱镜；图7是垂直A型图像分解合成器件原理图；图8是平行A型图像分解合成器件原理图；图9是垂直A型图像分解与合成棱镜原理图；图10是平行A型图像分解与合成棱镜原理图；图11是垂直B型图像分解合成器件原理图；图12是平行B型图像分解合成器件原理图；图13是垂直B型图像分解与合成棱镜原理图；图14是垂直B型图像分解与合成棱镜原理图；图15是透射式点控制A型组合光阀成像原理图；图16是反射式点控制A型组合光阀成像原理图。图17是透射式点控制A型组合光阀成像原理图；图18是反射式点控制A型组合光阀成像原理图。

本发明的电光成像方法第二个实施例为行控制A型组合光阀成像光学系统。图19是行控制A型组合光阀像素分布矩阵；图20是行控制A型光阀结构示意图；图21是透射式行控制A型组合光阀成像示意图；图22是反射式行控制A型组合光阀成像示意图。图23是透射式行控制A型组合光阀成像示意图；图24是反射式行控制A型组合光阀成像示意图。

本发明的电光成像方法第三个实施例为点控制B型组合光阀成像光学系统。图25是反射式点控制B型光阀结构示意图；图27是反射式点控制B型组合光阀成像原理图；图28是反射式点控制B型组合光阀成像原理图。本发明的电光成像方法第四个实施例为行控制B型组合光阀成像光学系统。图26是反射式行控制B型光阀结构示意图；图29是反射式行控制B型组合光阀成像原理图；图30是反射式行控制B型组合光阀成像原理图。

本发明的大屏幕投影显示装置第一、第二和第三个实施例为透射式组合光阀大屏幕投影彩色显示装置。图31是透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统。图32是透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统。图33是综合型透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统。本发明的大屏幕投影显示装置第四个实施例为反射式组合光阀大屏幕投影彩色显示装置。图34是综合型反射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统。本发明的大屏幕投影显示装置第五和第六个实施例为RGB三色组合光阀大屏幕投影彩色显示装置。图35是RGB点控制A型组合光阀像素分布示意图；图36是RGB点控制A型组合光阀像素分布示意图；图37是RGB综合型透射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统；图38是RGB综合型反射式点控制A型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置的照明成像投影光学系统。

本发明的电光成像方法第一个实施例：

将一幅图像划分为2n×2m个像素，即行像素为2n个，列像素为2m个，构成像素矩阵M。然后，将像素矩阵M按奇数行和偶数行划分为两个子矩阵M1和M2。再将像素子矩阵M1按奇数列和偶数列划分为两个子矩阵M11和M12，将像素子矩阵M2按奇数列和偶数列划分为两个子矩阵M21和M22。各像素子矩阵中，元素值为1对应像素单元，元素值为0对应非像素单元。像素矩阵M和各像素子矩阵的形式分别为

$M=\left[\begin{array}{ccccccccc}1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\end{array}\right]$

$M1=\left[\begin{array}{ccccccccc}1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\end{array}\right]$

$M2=\left[\begin{array}{ccccccccc}0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1\end{array}\right]$

$M11=\left[\begin{array}{ccccccccc}1& 0& 1& 0& .& .& .& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& .& .& .& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 1& 0& 1& 0& :& :& :& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\end{array}\right]$

$M12=\left[\begin{array}{ccccccccc}0& 1& 0& 1& .& .& .& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 0& 1& 0& 1& .& .& .& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 0& 1& 0& 1& :& :& :& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\end{array}\right]$

$M21=\left[\begin{array}{ccccccccc}0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& .& .& .& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& .& .& .& 1& 0\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 1& 0& 1& 0& .& .& .& 1& 0\end{array}\right]$

$M22=\left[\begin{array}{ccccccccc}0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 0& 1& 0& 1& .& .& .& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 0& 1& 0& 1& .& .& .& 0& 1\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ :& :& :& :& :& :& :& :& :\\ 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0\\ 0& 1& 0& 1& .& .& .& 0& 1\end{array}\right]$

如上所述，一幅图像的像素矩阵，可划分为四个子矩阵，分布到四个点控制A型光阀上，每个光阀有n×m个像素，如图1所示，X为像素的行坐标，Y为像素的列坐标。此四个点控制A型光阀构成点控制A型组合光阀。当平行光束垂直入射到点控制A型组合光阀上时，通过电路控制，各点控制A型光阀分别形成一幅对应于该器件上像素分布的子图像。

如图2所示，点控制A型光阀上，划分等宽的2n行和2m列。偶数行布置扫描电极母线(X1，X2，...，Xn)。偶数列布置信号电极母线(Y1，Y2，...，Ym)。奇数行和奇数列的交叉区域为一个像素。对每一个像素，在相应的行或列非像素区域，布置晶体管开关电路。

也可以将像素矩阵M按双行间隔划分为两个子矩阵M1和M2。再将像素子矩阵M1按双列间隔划分为两个子矩阵M11和M12，将像素子矩阵M2按双列间隔划分为两个子矩阵M21和M22。各像素子矩阵中，元素值为1对应像素单元，元素值为0对应非像素单元。各像素子矩阵的形式分别为

相应于按双行和双列间隔划分的子矩阵M11、M12、M21和M22，四个点控制A型光阀上，

$M1=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\end{array}\right]$

$M2=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 1& 1& 1& 1& 1& 1& .& .& .& 1& 1& 1& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

$M11=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\end{array}\right]$

$M12=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\end{array}\right]$

$M21=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 1& 0& 0& 1& 1& 0& .& .& .& 1& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

$M22=\left[\begin{array}{ccccccccccccc}0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}& \underset{.}{\overset{.}{.}}\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 1& 1& 0& 0& 1& .& .& .& 0& 1& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& .& .& .& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

划分等宽的2n行和2m列。非像素行布置扫描电极母线(X1，X2，...，Xn)。非像素列布置信号电极母线(Y1，Y2，...，Ym)。以这种方式，便于制作条纹形半反射半透射镜和改善条纹形半反射半透射镜的光学特性。

条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条纹形半反射半透射棱镜两种类型。条纹形半反射半透射平镜又分为平板条纹形和阶梯条纹形半反射半透射平镜两种类型。条纹形半反射半透射棱镜又分为A型和B型阶梯条纹形半反射半透射棱镜两种类型。

如图3和图4所示，条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体(如无色光学玻璃或透明塑料)1上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，按行或列间隔制作具有高反射系数的条纹反射镜面2。或者相应于按双行或双列间隔划分的子矩阵，在透明基体1上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，按双行或双列间隔制作具有高反射系数的条纹反射镜面2。一幅子图像光束从条纹反射镜面间的透明基体上直接透射，另一幅子图像光束从条纹反射镜面上反射，二者合成为一幅图像光束。为了改善条纹形半反射半透射平镜的透光特性，使平行入射光束垂直于透明基体表面，制作如图4所示阶梯条纹形半反射半透射平镜。

如图5和图6所示，条纹形半反射半透射棱镜，是在直角等腰三角形棱镜的45°斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，按行或列间隔，或者按双行或双列间隔，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成。或者一幅图像光束的一部分光束从直角棱镜的阶梯条纹上直接透射，另一部分光束从直角棱镜的阶梯条纹间的45°斜面上反射，分解为两幅子图像光束。或者一幅子图像光束从直角棱镜的阶梯条纹上直接透射，另一幅子图像光束从直角棱镜的阶梯条纹间的45°斜面上反射，二者合成为一幅图像光束。其中，如图6所示的B型阶梯条纹形半反射半透射棱镜还可以插入或消除图像像素间的间隔。例如，对应点控制A型光阀或普通型光阀，将一幅无间隔的图像光束分解为仅在光阀的透射或反射区，即像素的显示区有入射光束，而在光阀的电路区或黑矩阵区，即非像素显示区没有入射光束；或消除点控制A型光阀或普通型光阀上的图像像素光束之间的间隔，将一幅有间隔的图像光束合成为一幅无间隔的图像光束。

如图7和图8所示，3为直角棱镜(也可以用反射镜)，4为条纹形半反射半透射镜，A型组合光阀图像分解合成器件由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成，可分为垂直A型和平行A型两种类型。垂直A型图像分解合成器件中，平行光束的出射方向垂直于入射方向。平行入射的两幅子图像光束通过该装置时，一幅子图像光束经由直角棱镜3反射，然后，透过条纹形半反射半透射镜4，与直接由条纹形半反射半透射镜4反射的另一幅子图像光束迭加合成为一幅图像。平行A型图像分解合成器件中，平行光束的出射方向平行于入射方向。平行入射的两幅子图像光束通过该装置时，一幅子图像光束经由直角棱镜3和条纹形半反射半透射镜4两次反射，平行移动了该光束的空间位置，与直接穿过条纹形半反射半透射镜4的另一幅子图像光束迭加合成为一幅图像光束。在图7和图8中，当光束方向相反，即平行入射光束改为平行出射光束和平行出射光束改为平行入射光束时，就将一幅图像光束分解为两幅子图像光束。此时，当平行入射的一幅图像光束通过垂直A型图像分解合成器件时，一部分图像光束直接由条纹形半反射半透射镜4反射，另一部分图像光束透过条纹形半反射半透射镜4，然后，经由直角棱镜3反射，因而，将一幅图像光束分解为两幅子图像光束。当平行入射的一幅图像光束通过平行A型图像分解合成器件时，一部分图像光束直接穿过条纹形半反射半透射镜4，另一部分图像光束经由条纹形半反射半透射镜4和直角棱镜3两次反射，平行移动了该光束的空间位置，因而，将一幅图像光束分解为两幅子图像光束。可以将直角棱镜3和条纹形半反射半透射棱镜4做成一个整体，形成如图10所示的平行A型图像分解与合成棱镜，亦即平行A型图像分解合成器件。也可以将直角棱镜3和条纹形半反射半透射棱镜4做成一个整体，形成垂直A型图像分解与合成棱镜，亦即垂直A型图像分解合成器件。

如图11和图12所示，5-1、5-2为反射镜(也可为直角棱镜或条纹形半反镜)，B型组合光阀图像分解合成器件由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，可分为垂直B型和平行B型两种类型。垂直B型图像分解合成器件中，平行光束的出射方向垂直于入射方向。平行入射的两幅子图像光束通过该装置时，两幅子图像光束分别由反射镜5-1、5-2反射，迭加合成为一幅图像。平行B型图像分解合成器件中，平行光束的出射方向平行于入射方向。平行入射的两幅子图像光束通过该装置时，一幅子图像光束经由反射镜5-1、5-2两次反射，平行移动了该光束的空间位置，与另一幅子图像光束迭加合成为一幅图像光束。在图11和图12中，当光束方向相反，即平行入射光束改为平行出射光束和平行出射光束改为平行入射光束时，就将一幅图像光束分解为两幅子图像光束。此时，当平行入射的一幅图像光束通过垂直B型图像分解合成器件时，分别由反射镜5-1、5-2反射，分解为两幅子图像光束。当平行入射的一幅图像光束通过平行B型图像分解合成器件时，一部分图像光束经由反射镜5-1、5-2两次反射，平行移动了该光束的空间位置，另一部分图像光束直接通过，从而，分解为两幅子图像光束。可以将反射镜5-1、5-2做成一个整体，形成如图13或图14所示的垂直B型图像分解与合成棱镜，亦即垂直B型图像分解合成器件。也可以将反射镜5-1、5-2做成一个整体，形成平行B型图像分解与合成棱镜，亦即平行B型图像分解合成器件。其中，如图14所示的垂直B型图像分解与合成棱镜还可以插入或消除图像像素间的间隔。例如，对应点控制A型光阀或普通型光阀，将一幅无间隔的图像光束分解为一幅有间隔的图像光束，或将一幅有间隔的图像光束合成为一幅无间隔的图像光束。因此，也可用A型光阀或普通型光阀组成B型组合光阀。

如图15和图16所示，从点控制A型组合光阀6透射或反射的平行光束，入射到一组图像分解合成器件。该组图像分解合成器件由平行A型图像分解合成器件7-1、7-2组成。经过适当调整点控制A型组合光阀6的各个子光阀之间的位置，先按像素列，通过由列条纹形半反射半透射镜(也可为反射镜或直角棱镜)组成的平行A型图像分解合成器件7-1，将对应于像素子矩阵M11和M12的两幅子图像合成为对应于像素子矩阵M1的子图像，将对应于像素子矩阵M21和M22的两幅子图像合成为对应于像素子矩阵M2的子图像。然后，按像素行，通过由行条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-2，将对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像合成为一幅完整的图像。图16中，4为半反射半透射镜。

通常情况下，点控制A型组合光阀的平行入射光束由照明聚光滤色分光系统产生。为了减小照明聚光滤色分光系统的尺寸和制造成本，提高光源功率的利用率，在照明聚光滤色分光系统和组合光阀之间，可以采用图像分解合成器件，将来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，分解为相应子图像光束，投射到组合光阀的各个子光阀上。

如图17所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，入射到一组图像分解合成器件。该组图像分解合成器件由平行A型图像分解合成器件7-1、7-2组成。相应于适当调整的点控制A型组合光阀6的各个子光阀之间的位置，先按像素行，通过由行条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-2，将对应于一幅完整的图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像光束。然后，按像素列，通过由列条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-1，将对应于像素子矩阵M1的子图像光束分解为对应于像素子矩阵M11和M12的两幅子图像光束，将对应于像素子矩阵M2的子图像光束分解为对应于像素子矩阵M21和M22的两幅子图像光束。各幅子图像光束经点控制A型组合光阀6空间调制，其平行出射光束类似如图15所示和如上所述，经由平行A型图像分解合成器件7-1、7-2组成的图像分解合成器件合成为一幅经过空间调制的完整的图像。

如图18所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，入射到一组图像分解合成器件。该组图像分解合成器件由平行A型图像分解合成器件7-1、7-2组成。其中，图像分解合成器件7-2由半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成。相应于适当调整的点控制A型组合光阀6的各个子光阀之间的位置，先按像素行，通过由半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-2，将对应于一幅完整的图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像光束。然后，按像素列，通过由列条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-1，将对应于像素子矩阵M1的子图像光束分解为对应于像素子矩阵M11和M12的两幅子图像光束，将对应于像素子矩阵M2的子图像光束分解为对应于像素子矩阵M21和M22的两幅子图像光束。各幅子图像光束经点控制A型组合光阀6空间调制，其平行出射光束类似如图16所示和如上所述，经由同一平行A型图像分解合成器件7-1、7-2组成的图像分解合成器件合成为一幅经过空间调制的完整的图像。

本发明的电光成像方法第二个实施例：

如上所述，一幅图像的像素矩阵M，划分为两个子矩阵M1和M2，分布到两个行控制A型光阀上，每个光阀有n×2m个像素，如图19所示。图19中，X为像素的行坐标，Y为像素的列坐标。此两个行控制A型光阀构成行控制A型组合光阀。当平行光束垂直入射到行控制A型组合光阀上时，各行控制A型光阀分别形成一幅对应于该器件上像素分布的子图像。

如图20所示，行控制A型光阀上，划分等宽的2n行和2m列。奇数行为像素行。奇数行的每一列区域为一个像素。偶数行布置行像素控制电路(X1，X2，...，Xn)。由行像素控制电路，可以按行扫描，逐点控制各点像素。由于各行像素控制电路相互之间没有直接偶合，可以采用并行扫描方式，同时扫描控制多行像素。

行像素控制电路可以有多种形式，在本实施例中可选择下述两种形式之一。一种是由信号电极母线和移位寄存器组成。另一种是由信号电极母线和地址总线译码电路组成。该地址总线译码电路由行像素地址总线、Vcc和译码逻辑电路组成，当译码逻辑电路的输入为所选择像素的地址时，输出逻辑为1，否则为0。

行像素控制电路原理可以描述为，对每一个像素，在相应的非像素行的对应列区域，布置晶体管开关电路。该电路由MOS晶体管开关、存储电容和液晶像素组成。开关的控制端连接到移位寄存器或地址总线译码电路的对应输出端，由移位寄存器或地址总线译码电路选择该行的列像素。当开关导通时，该像素将与该行的信号电极母线导通。

相应于按双行间隔划分的两个子矩阵M1和M2，两个行控制A型光阀上，划分等宽的2n行和2m列。非像素行布置行像素控制电路(X1，X2，...，Xn)。以这种方式，便于制作条纹形半反射半透射镜和改善条纹形半反射半透射镜的光学特性。

如图21和图22所示，从行控制A型组合光阀8透射或反射的平行光束，入射到一个由行条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的平行A型图像分解合成器件7-1。经过适当调整行控制A型组合光阀8的各个子光阀之间的位置，该图像分解合成器件按像素行，将对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像合成为一幅完整的图像。图22中，4为半反射半透射镜。

如上所述，为了减小照明聚光滤色分光系统的尺寸和制造成本，提高光源功率的利用率，在照明聚光滤色分光系统和组合光阀之间，可以采用图像分解合成器件，将来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，分解为相应子图像光束，投射到组合光阀的各个子光阀上。

如图23所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，入射到平行A型图像分解合成器件7-3上。相应于适当调整的行控制A型组合光阀8的各个子光阀之间的位置，该图像分解合成器件按像素行，将对应于一幅完整的图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像光束。各幅子图像光束经行控制A型组合光阀8空间调制，其平行出射光束类似如图21所示和如上所述，经由平行A型图像分解合成器件7-2合成为一幅经过空间调制的完整的图像。

如图24所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，入射到平行A型图像分解合成器件7-2上。图像分解合成器件7-2由半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成。相应于适当调整的行控制A型组合光阀8的各个子光阀之间的位置，该图像分解合成器件按像素行，将对应于一幅完整的图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵M1和M2的两幅子图像光束。各幅子图像光束经行控制A型组合光阀8空间调制，其平行出射光束类似如图22所示和如上所述，经由平行A型图像分解合成器件7-2合成为一幅经过空间调制的完整的图像。

在上述第一和第二个实施例的A型组合光阀成像光学系统中，也可以采用普通型光阀即其它形式光阀代替点控制或行控制A型光阀，组成普通A型组合光阀。对于普通液晶光阀，其开口率一般大于25％，，标准开口率通常为35～40％。为减小像素之间的相互影响，可以采用由条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的A型组合光阀图像分解合成器件。

本发明的电光成像方法第三个实施例：

将一幅图像划分为2n×2m个像素，即行像素为2n个，列像素为2m个，构成像素矩阵M。然后，可按前n行和后n行划分为两个子矩阵N1和N2。再将像素子矩阵N1按前m列和后m列划分为两个子矩阵N11和N12，将像素子矩阵N2按前m列和后m列划分为两个子矩阵N21和N22。

如上所述，一幅图像的像素矩阵，可划分为四个子矩阵，分布到四个反射式点控制B型光阀上，每个光阀有n×m个像素。此四个点控制B型光阀构成点控制B型组合光阀。当平行光束垂直入射到点控制B型组合光阀上时，各点控制B型光阀分别形成一幅对应于该器件上像素分布的子图像。

如图25所示，反射式点控制B型光阀上，划分等宽的n行和m列。此时，光阀上每一行都是像素行。每一列都是像素列。在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。可以采取大规模集成电路方式，将所有扫描电极母线、信号电极母线和晶体管开关电路集成在光阀像素区背面。通过控制电路，就可控制各液晶光阀的状态。

如图27所示，从反射式点控制B型组合光阀9反射的平行光束，入射到一组图像分解合成器件。该组图像分解合成器件由平行B型图像分解合成器件10和垂直B型图像分解合成器件11组成。先按像素列，通过平行B型图像分解合成器件10，将对应于像素子矩阵N11和N12的两幅子图像合成为对应于像素子矩阵N1的子图像，将对应于像素子矩阵N21和N22的两幅子图像合成为对应于像素子矩阵N2的子图像。然后，按像素行，通过垂直B型图像分解合成器件11，将对应于像素子矩阵N1和N2的两幅子图像合成为一幅完整的图像。图27中，4为半反射半透射镜。

如上所述，为了减小照明聚光滤色分光系统的尺寸和制造成本，提高光源功率的利用率，在照明聚光滤色分光系统和组合光阀之间，可以采用图像分解合成器件，将来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，分解为相应子图像光束，投射到组合光阀的各个子光阀上。

如图28所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，透过半反射半透射镜4，入射到一组图像分解合成器件。该组图像分解合成器件由平行B型图像分解合成器件10和垂直B型图像分解合成器件11组成。相应于适当调整的反射式点控制B型组合光阀9的各个子光阀之间的位置，先按像素行，通过垂直B型图像分解合成器件11，将对应于一幅完整的图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵N1和N2的两幅子图像光束。然后，按像素列，通过平行B型图像分解合成器件10，将对应于像素子矩阵N1的子图像光束分解为对应于像素子矩阵N11和N12的两幅子图像光束，将对应于像素子矩阵N2的子图像光束分解为对应于像素子矩阵N21和N22的两幅子图像光束。各幅子图像光束经反射式点控制B型组合光阀9空间调制，其平行出射光束类似如图27所示和如上所述，经由同一平行B型图像分解合成器件10和垂直B型图像分解合成器件11组成的图像分解合成器件合成为一幅经过空间调制的完整的图像。

本发明的电光成像方法第四个实施例：

如上所述，一幅图像的像素矩阵M，可按前n行和后n行划分为两个子矩阵N1和N2，分布到两个行控制B型光阀上，每个光阀有n×2m个像素。此两个行控制B型光阀构成行控制B型组合光阀。当平行光束垂直入射到行控制B型组合光阀上时，各行控制B型光阀分别形成一幅对应于该器件上像素分布的子图像。

如图26所示，反射式行控制B型光阀上，划分等宽的n行和2m列。此时，光阀上每一行都是像素行。每一列都是像素列。在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路。可以采取大规模集成电路方式，将所有行像素控制电路和晶体管开关电路集成在光阀像素区背面。通过行像素控制电路，就可控制各液晶光阀的状态。

如图29所示，从反射式行控制B型组合光阀12反射的平行光束，入射到一个垂直B型图像分解合成器件11。该图像分解合成器件按像素行，将对应于像素子矩阵N1和N2的两幅子图像合成为一幅完整的图像。图29中，4为半反射半透射镜。

如上所述，为了减小照明聚光滤色分光系统的尺寸和制造成本，提高光源功率的利用率，在照明聚光滤色分光系统和组合光阀之间，可以采用图像分解合成器件，将来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，分解为相应子图像光束，投射到组合光阀的各个子光阀上。

如图30所示，来自照明聚光滤色分光系统的平行入射光束，透过半反镜4，入射到垂直B型图像分解合成器件11上。相应于适当调整的反射式行控制B型组合光阀12的各个子光阀之间的位置，按像素行，通过垂直B型图像分解合成器件11，将对应于一幅完整图像的平行入射光束，分解为对应于像素子矩阵N1和N2的两幅子图像光束。各幅子图像光束经反射式行控制B型组合光阀12空间调制，其平行出射光束类似如图29所示和如上所述，经由同一垂直B型图像分解合成器件11合成为一幅经过调制的完整的图像。

在上述第三和第四个实施例的B型组合光阀成像光学系统中，也可以分别采用点控制或行控制A型光阀或普通型光阀即其它形式光阀代替点控制或行控制B型光阀，组成点控制或行控制B型组合光阀或普通B型组合光阀，并可通过采用由B型阶梯条纹形半反射半透射棱镜制作的B型图像分解与合成棱镜，以插入或消除图像像素间的间隔。

在上述四个实施例中，采用了液晶光阀作为点控制型或行控制型光阀的像素单元。也可以采用晶体光阀、铁电陶瓷光阀、或可用电信号调制透光或反光特性的其它光阀。

本发明的大屏幕投影显示装置第一、第二和第三个实施例为透射式点控制型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置，主要由信号处理电路系统和照明成像投影光学系统组成。该照明成像投影光学系统分别如图31、图32和图33所示，分别有不同的图像分解、调制和合成系统，而其照明聚光滤色分光系统、彩色合成系统、投影透镜系统13和投影屏幕14是相同或类似的。照明聚光滤色分光系统主要由光源(氙灯)15、UV滤光片16、会聚透镜系统17、IR滤光片18、偏振光分束棱镜19、反射镜5-1、三个二向色反射镜(简称二色镜)21-1、21-2、21-3组成。彩色合成系统主要由反射镜5-2、两个二向色反射镜21-4、21-5组成。其中，二色镜21-1透射蓝光，反射绿光和红光；二色镜21-2、21-4反射绿光，透射红光和蓝光；二色镜21-3、21-5透射红光，反射绿光和蓝光。

在本发明的大屏幕投影显示装置第一个实施例中，图像分解、调制和合成系统如图31所示，主要由三个透射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3和六组图像分解合成器件(平行A型图像分解合成器件7-1至7-6，7-7至7-12)组成。

光源产生的自然光，经照明聚光滤色分光系统，准直和转变为红、绿、蓝三种单色偏振平行光束。对应于三幅单色图像的该三种单色偏振平行光束，通过三组平行A型图像分解合成器件7-1至7-6，分解为对应于三组单色子图像的平行光束，入射到三个透射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3上。经控制电路和该三个组合光阀6-1、6-2、6-3空间调制，生成了三组单色子图像。每组单色子图像分别由相应的一组平行A型图像分解合成器件合成为一幅完整的单色图像。然后，通过彩色合成系统，将三幅单色图像合成为一幅彩色图像。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

在本发明的大屏幕投影显示装置第二个实施例中，图像分解、调制和合成系统如图32所示，主要由三个透射式点控制B型组合光阀9-1、9-2、9-3和六组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6，11-7、11-8、11-9、11-10、11-11、11-12组成。每个透射式B型组合光阀的各个子光阀可为点控制A型光阀或普通型光阀，每个垂直B型图像分解合成器件为垂直B型图像分解与合成棱镜。

光源产生的自然光，经照明聚光滤色分光系统，准直和转变为红、绿、蓝三种单色偏振平行光束。对应于三幅单色图像的该三种单色偏振平行光束，通过三组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6，分解为对应于三组单色子图像的平行光束，入射到三个透射式点控制B型组合光阀9-1、9-2、9-3上。经控制电路和该三个组合光阀9-1、9-2、9-3空间调制，生成了三组单色子图像。每组单色子图像分别由相应的一组垂直B型图像分解合成器件合成为一幅完整的单色图像。然后，通过彩色合成系统，将三幅单色图像合成为一幅彩色图像。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

在本发明的大屏幕投影显示装置第三个实施例中，图像分解、调制和合成系统如图33所示，主要由三个透射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3和六组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6，7-7、7-8、7-9、7-10、7-11、7-12和六组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6，11-7、11-8、11-9、11-10、11-11、11-12组成。该六组平行A型图像分解合成器件和相应的六组垂直B型图像分解合成器件组成六组综合型图像分解合成器件。其中，每组综合型图像分解合成器件由一组平行A型图像分解合成器件和一组垂直B型图像分解合成器件组成，每个垂直B型图像分解合成器件由三个反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成。

三个透射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3分别由四组透射式点控制A型子光阀组成，可显示一幅具有1920×1536个像素的彩色图像。其中，每组有9个子光阀，每个子光阀具有320×256个像素，每组9个子光阀以3×3的组成形式对应一幅具有960×768个像素的单色子图像。对应一个组合光阀，4幅单色子图像以2×2的形式可合成为一幅具有1920×1536个像素的单色图像。

光源产生的自然光，经照明聚光滤色分光系统，准直和转变为红、绿、蓝三种单色偏振平行光束。对应于三幅单色图像的该三种单色偏振平行光束，通过三组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6和相应的三组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6，分解为对应于三组单色子图像的平行光束，入射到三个透射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3上。经控制电路和该三个组合光阀6-1、6-2、6-3空间调制，生成了三组单色子图像。每组单色子图像分别由相应的一组综合型图像分解合成器件合成为一幅完整的单色图像，并通过其中的垂直B型图像分解合成器件消除9个子光阀以3×3的组成形式的位置间隔。然后，通过彩色合成系统，将三幅单色图像合成为一幅彩色图像。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

如前所述，在第一、第二和第三个实施例的照明成像投影光学系统中，也可以采用透射式普通型光阀代替透射式点控制型光阀，组成透射式普通型组合光阀，以代替透射式点控制型组合光阀。通过采用由条纹形半反镜制作的图像分解合成器件，以减小像素间的相互影响。

在第一、第二和第三个实施例的照明成像投影光学系统中，如用行控制A型组合光阀代替点控制A型组合光阀，相应地，在图像分解合成器件中，去掉平行A型图像分解合成器件7-4、7-5、7-6，7-7、7-8、7-9，则可构成透射式行控制型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置。

本发明的大屏幕投影显示装置第四个实施例为反射式点控制型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置，主要由信号处理电路系统和照明成像投影光学系统组成。该照明成像投影光学系统如图34所示，主要有图像分解、调制和合成系统、照明聚光滤色分光系统、彩色合成系统、投影透镜系统13和投影屏幕14。照明聚光滤色分光系统主要由光源(氙灯)15、UV滤光片16、会聚透镜系统17、IR滤光片18、偏振光分束棱镜19、反射镜5-1、三个二向色反射镜(简称二色镜)21-1、21-2、21-3组成。反射镜5-1，二色镜21-2和偏振光分束棱镜19又构成彩色合成系统。其中，二色镜21-1透射蓝光，反射绿光和红光；二色镜21-2反射绿光，透射红光和蓝光；二色镜21-3透射红光，反射绿光和蓝光。

该图像分解、调制和合成系统主要由三个反射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3和三组图像分解合成器件(平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6)和三组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6组成。该三组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6和三组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6组成三组综合型图像分解合成器件，其中，每组综合型图像分解合成器件由一组平行A型图像分解合成器件和一组垂直B型图像分解合成器件组成，每个垂直B型图像分解合成器件由三个反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成。

三个反射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3分别由四组反射式点控制A型子光阀组成，可显示一幅具有1920×1536个像素的彩色图像。其中，每组有9个子光阀，每个子光阀具有320×256个像素，每组9个子光阀以3×3的组成形式对应一幅具有960×768个像素的单色子图像。对应一个组合光阀，4幅单色子图像以2×2的形式可合成为一幅具有1920×1536个像素的单色图像。

光源产生的自然光，经照明聚光滤色分光系统，准直和转变为红、绿、蓝三种单色偏振平行光束。对应于三幅单色图像的该三种单色偏振平行光束，通过三组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4、11-5、11-6和相应的三组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6，分解为对应于三组单色子图像的平行光束，入射到三个反射式点控制A型组合光阀6-1、6-2、6-3上。经控制电路和该三个组合光阀6-1、6-2、6-3空间调制，生成了三组单色子图像。每组单色子图像分别由相应的一组综合型图像分解合成器件合成为一幅完整的单色图像，并通过其中的垂直B型图像分解合成器件消除9个子光阀以3×3的组成形式的位置间隔。然后，通过彩色合成系统，将三幅单色图像合成为一幅彩色图像。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

如前所述，在本发明的大屏幕投影显示装置第四个实施例的照明成像投影光学系统中，也可以采用反射式普通型光阀代替反射式点控制型光阀，组成反射式普通型组合光阀，以代替反射式点控制型组合光阀。通过采用由条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的A型组合光阀图像分解合成器件，以减小像素之间的相互影响。

在本发明的大屏幕投影显示装置第四个实施例的照明成像投影光学系统中，如果用行控制A型组合光阀代替图像分解、调制和合成系统中的点控制A型组合光阀，相应地，在图像分解合成器件中，去掉平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7-6，或者用行控制B型组合光阀代替图像分解、调制和合成系统中的点控制B型组合光阀，相应地，在图像分解合成器件中，去掉垂直B型图像分解合成器件11-1，则可以构成反射式行控制型组合光阀大屏幕投影彩色显示装置。

本发明的大屏幕投影显示装置第五和第六个实施例为由一个组合光阀的三个或三组子光阀分别控制入射的红、绿、蓝三种单色光束，生成为单色图像，由相应的图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色图像合成为彩色图像的RGB三色组合光阀大屏幕投影彩色显示装置，主要由信号处理电路系统和照明成像投影光学系统组成。在该照明成像投影光学系统，由于不需采用不易制造的二向色反射镜，直接由图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色图像，合成为彩色图像。从而，降低了制造难度和成本，并能提高投影图像亮度和改善图像质量。

如图35和图36所示，显示图像的各像素由RGB(红、绿、蓝)三个分量或三个子像素组成。RGB三色组合光阀由三个或三组点控制型子光阀组成，显示图像的各像素的RGB(红、绿、蓝)三个分量或三个子像素的同色分量或子像素分布在对应的一个或一组点控制型子光阀上。图35中，RGB(红、绿、蓝)三个分量或三个子像素的像素面积均为显示图像的单个像素面积的25％。图36中，RGB(红、绿、蓝)三个分量或三个子像素的像素面积对应子光阀像素的不同开口率，均可大于显示图像的单个像素面积的25％。对应图36所示的RGB三色组合光阀，需对应RGB(红、绿、蓝)三个分量或三个子像素的像素面积，设计相应的图像分解合成器件，或确定条纹形半反射半透射镜的条纹尺寸。

在本发明的大屏幕投影显示装置第五个实施例中，照明成像投影光学系统如图37所示，主要有图像分解、调制和合成系统、照明聚光滤光系统、投影透镜系统13和投影屏幕14。照明聚光滤光系统主要由光源(氙灯)15、UV滤光片16、会聚透镜系统17、IR滤光片18组成。

该图像分解、调制和合成系统主要由一个透射式点控制A型组合光阀6、一个RGB三色滤色片20、两组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4和两组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4组成。该两组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2、7-3、7-4和相应的两组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2、11-3、11-4组成两组综合型图像分解合成器件。其中，每组综合型图像分解合成器件由一组平行A型图像分解合成器件和一组垂直B型图像分解合成器件组成，每个垂直B型图像分解合成器件由三个反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成。

该透射式点控制A型组合光阀6由三组子光阀组成，分别对应RGB三基色。RGB三色滤色片20在对应三组子光阀的三组区域分别透射红、绿、蓝三种单色。每组子光阀有9个透射式点控制A型子光阀，每个子光阀具有640×480个像素，以3×3的组成形式对应一幅具有1920×1440个像素的单色子图像。对应一个RGB三色组合光阀，3幅单色子图像可合成为一幅具有1920×1440个像素的彩色图像。

光源产生的自然光，经照明聚光滤光系统，准直为平行光束。通过一组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2和一组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2，分解为对应于三幅单色子图像的平行光束，经过RGB三色滤色片20滤色，红、绿、蓝三种单色平行光束分别入射到该透射式点控制A型组合光阀6的三组子光阀上。经控制电路和该三组子光阀空间调制，生成了三幅单色子图像。然后，通过综合型图像分解合成器件7-3、7-4、11-3、11-4合成为一幅完整的彩色图像，并由其中的垂直B型图像分解合成器件11-3、11-4消除9个子光阀以3×3的组成形式的位置间隔。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

在本发明的大屏幕投影显示装置第六个实施例中，照明成像投影光学系统如图38所示，主要有图像分解、调制和合成系统、照明聚光滤光系统、投影透镜系统13和投影屏幕14。照明聚光滤光系统主要由光源(氙灯)15、UV滤光片16、会聚透镜系统17、IR滤光片18、半反射半透射棱镜19组成。

该图像分解、调制和合成系统主要由一个反射式点控制A型组合光阀6、一个RGB三色滤色片20、一组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2和一组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2组成。该平行A型图像分解合成器件7-1、7-2和垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2组成一组综合型图像分解合成器件，其中，每个垂直B型图像分解合成器件由三个反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成。

该反射式点控制A型组合光阀6由三组子光阀组成，分别对应RGB三基色。RGB三色滤色片20在对应三组子光阀的三组区域分别透射红、绿、蓝三种单色。每组子光阀有9个反射式点控制A型子光阀，每个子光阀具有640×480个像素，以3×3的组成形式对应一幅具有1920×1440个像素的单色子图像。对应一个RGB三色组合光阀，3幅单色子图像可合成为一幅具有1920×1440个像素的彩色图像。

光源产生的自然光，经照明聚光滤光系统，准直为平行光束。通过一组垂直B型图像分解合成器件11-1、11-2和一组平行A型图像分解合成器件7-1、7-2，分解为对应于三幅单色子图像的平行光束，经过RGB三色滤色片20滤色，红、绿、蓝三种单色平行光束分别入射到该反射式点控制A型组合光阀6的三组子光阀上。经控制电路和该三组子光阀调制，生成了三幅单色子图像。然后，通过该组综合型图像分解合成器件合成为一幅完整的彩色图像，并由其中的垂直B型图像分解合成器件消除9个子光阀以3×3组成形式的位置间隔。最后，通过投影透镜系统13，将图像光束投影到大屏幕14上。

如前所述，在本发明的大屏幕投影显示装置第五和第六个实施例的照明成像投影光学系统中，也可以采用普通型光阀代替点控制型光阀，组成普通型组合光阀，以代替点控制型组合光阀。通过采用由条纹形半反射半透射镜和反射镜或直角棱镜组成的A型组合光阀图像分解合成器件，以减小像素之间的相互影响。

在上述本发明的大屏幕投影显示装置第三、第四、第五和第六个实施例的照明成像投影光学系统中，综合型图像分解合成器件中的平行A型图像分解合成器件位于垂直B型图像分解合成器件和组合光阀之间。也可以使综合型图像分解合成器件中的垂直B型图像分解合成器件位于平行A型图像分解合成器件和组合光阀之间。在后一种方式中，由于在各子光阀相邻边缘处，由像素单元和非像素单元交错布置，因此，有利于提高垂直B型图像分解合成器件的图像分解合成精度，或可以降低垂直B型图像分解合成器件的制造精度要求，并可以减小平行A型图像分解合成器件的尺寸，从而，降低制造成本。

Claims (3)

1、一种基于组合光阀和控制电路的电光成像方法，至少由一组子光阀组成组合光阀，像素点分布在各个光阀上，各个光阀的像素矩阵为图像像素矩阵的子矩阵，由控制电路调节各像素点的透射光或反射光强度，与图像分解合成器配合，合成图像光束，其特征在于：所述组合光阀的子光阀，与图像分解合成器配合可为：

a)点控制A型光阀、或者为行控制A型光阀与A型图像分解合成器件配合，

所述点控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，间隔布置像素列和非像素列，采用晶体管开关寻址，在非像素行和非像素列，分别布置扫描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述行控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在非像素行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述A型图像分解合成器件，由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成，该条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条纹形半反射半透射棱镜两种类型，条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体上，相应于A型光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作条纹反射镜面，条纹形半反射半透射棱镜，是在直角棱镜的斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成，也可以将条纹形半反射半透射棱镜和直角棱镜做成一个整体，形成A型图像分解与合成棱镜，

所述A型图像分解合成器件与A型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各A型子光阀的入射光束，或将各A型子光阀的出射光束，合成为图像光束；

b)反射式点控制B型光阀、或者反射式行控制B型光阀与B型图像分解合成器件配合，

所述反射式点控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫像描电极母线和信号电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述反射式行控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

所述B型图像分解合成器件，由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，也可以将直角棱镜组或条纹形半反射半透射棱镜组做成一个整体，形成B型图像分解与合成棱镜，

所述B型图像分解合成器件与B型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各B型子光阀的入射光束，或将各B型子光阀的出射光束，合成为图像光束；

c)普通型光阀，与综合型图像分解合成器件配合，

将入射光束，分解为各子光阀的入射光束，或将各子光阀的出射光束，合成为图像光束。

2、权利要求1所述电光成像方法的大屏幕投影显示装置，由光源、彩色分光器件、光阀、彩色合成器件、投影器件组成，其特征在于：所述光阀为组合光阀，与图像分解合成器件配合，合成图像光束；所述组合光阀：

(a)或者为点控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，间隔布置像素列和非像素

   列，采用晶体管开关寻址，在非像素行和非像素列分别布置扫描电极母线和信号

   电极母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

(b)或者为行控制A型光阀，间隔布置像素行和非像素行，每一列都是像素列，采用

   晶体管开关寻址，在非像素行布置行像素控制电路，相应每一个像素，布置晶体

   管开关电路，

(c)或者为反射式点控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶

   体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行或列分别布置扫描电极母线和信号电极

   母线，相应每一个像素，布置晶体管开关电路，

(d)或者为反射式行控制B型光阀，每一行都是像素行，每一列都是像素列，采用晶

   体管开关寻址，在光阀像素区背面，按行布置行像素控制电路，相应每一个像素，

   布置晶体管开关电路，

(e)或者为普通型光阀，即其它形式光阀；

所述图像分解合成器件为：

(f)或者为A型图像分解合成器件，由条纹形半反射半透射镜或其它半反射半透射镜，和反射镜或直角棱镜组成，该条纹形半反射半透射镜分为条纹形半反射半透射平镜和条

   纹形半反射半透射棱镜两种类型，条纹形半反射半透射平镜，是在透明基体上，如无色

   光学玻璃或透明塑料上，相应于A型光阀上像素的尺寸和布置形式，间隔制作条纹反射

   镜面，条纹形半反射半透射棱镜，是在直角棱镜的斜面上，相应于光阀上像素的尺寸和

   布置形式，间隔制作阶梯条纹，或由许多直角棱镜和平板透镜组成，也可以将条纹形半

   反射半透射棱镜和直角棱镜做成一个整体，形成A型图像分解与合成棱镜，该A型图像

   分解合成器件与A型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各A型子光阀的入射光束，

或将各A型子光阀的出射光束，合成为图像光束，

(g)或者为B型图像分解合成器件，由一组反射镜或直角棱镜或条纹形半反镜组成，

   也可以将直角棱镜组或条纹形半反射半透射棱镜组做成一个整体，形成B型图像分解与

   合成棱镜，该B型图像分解合成器件与B型组合光阀配合，或将入射光束，分解为各B

   型子光阀的入射光束，或将各B型子光阀的出射光束，合成为图像光束，

(h)或者为综合型图像分解合成器件，由A型和B型图像分解合成器件组成。

3、根据权利要求2所述电光成像方法的大屏幕投影显示装置，其特征在于：所述组合光阀，

●或者是由三个透射式组合光阀分别控制透射的红、绿、蓝三种单色光束，由相应的

  图像分解合成器件，分别合成为单色图像，然后，将红、绿、蓝三个单色图像，合

  成为彩色图像，

●或者是由三个反射式组合光阀分别控制反射的红、绿、蓝三种单色光束，由相应的

  图像分解合成器件和反射光路，将该三种单色光束合成为彩色图像，

●或者是由一个透射式组合光阀的三个或三组子光阀分别控制透射的红、绿、蓝三种

  单色光束，生成为单色图像，由相应的图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色

  图像，合成为彩色图像，

●或者是由一个反射式组合光阀的三个或三组子光阀分别控制反射的红、绿、蓝三种单

  色光束，生成为单色图像，由相应的图像分解合成器件，将红、绿、蓝三个单色图像，

  合成为彩色图像。

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