專利名稱：光發(fā)散角限定裝置和方法及投影式圖像顯示設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)散角限定裝置和限定進入多個像素的光的發(fā)散角的方法，并涉及一種投影式圖像顯示設備，其多個像素制成與多個彩色光相對應。
傳統(tǒng)的圖像顯示設備采用液晶顯示器(以下稱為液晶板)作為光調(diào)制器。彩色圖像顯示設備大致分為兩種單面板式和三面板式，前者采用單液晶板，后者采用三個與紅(R)、綠(G)、藍(B)三色光相對應的液晶板。在采用液晶板的圖像顯示設備中，舉例說，從光源發(fā)出的光在空間經(jīng)液晶板調(diào)制后投射到屏幕之類的顯示面上，從而顯示出圖像。圖像投影式包括前投影式和后投影式，前者從屏面等的前方投射圖像，后者從屏面等的后方投射圖像。液晶板有將照射來的光傳送過去的透射式液晶板和將照射來的光反射回去的反射式液晶板兩種。
某些采用上述液晶板的單面板式圖像顯示設備在結(jié)構(gòu)上采用例如R，G，B三色濾色片(CF)。在這種結(jié)構(gòu)中，由于大量的光被濾色片吸收，因而很難提高亮度，而且這種結(jié)構(gòu)有一缺點，即必須進行冷卻。例如，日本專利申請平4-60538和“Asia Display‘95”第887頁上公開了一種旨在解決上述問題的單面板式圖像顯示設備，其結(jié)構(gòu)是將聚光器的微型透鏡各配置成使其面對著三個像素，令R、G、B三色光從不同方向進入各微型透鏡并進行聚光，令從各微型透鏡出來的光進入R、G、B三色光相應的像素中。在這種結(jié)構(gòu)的圖像顯示設備中，還可以有效利用進入各像素之間[即其中有驅(qū)動各像素的開關(guān)器件TFT(薄膜晶體管)的部位]的光，因而實際的孔徑比增加了，從而使亮度也相應增加。這種圖像顯示設備由于采用了帶微型透鏡陣列的單液晶板代替濾色片，因而也叫做單板微型透鏡無濾色片投影式液晶顯示設備。
在單板微型透鏡無濾色片投影式液晶顯示設備中，通常使用金屬鹵化物燈作為液晶板的光源。
綜上所述，在單板微型透鏡無濾色片投影式液晶顯示設備中，R、G、B三色光可從不同方向進入各微型透鏡而對應于三個像素，三色光經(jīng)各微型透鏡聚光后可進入相應的R、G、B像素中，從而顯示出彩色圖像。當照射液晶板的光的入射發(fā)散角大時，彩色光線，例如B光線，不僅進入B像素，而且也作為所謂“漏泄光”進入相鄰的像素(在此情況下為R像素或G像素)中，從而出現(xiàn)混色現(xiàn)象，使顯示圖像的色純度下降，而且還可能使圖像質(zhì)量顯著下降。因此必須按需要限制進入液晶板的光的入射發(fā)散角。
具體說，通常作為液晶板光源的金屬鹵化物燈，其紅色光R的明線光譜比G和B彩色光的窄，從而提高了進入R像素的G和B彩色光的比例，產(chǎn)生了紅色光R色純度下降的問題。在此情況下，必須限制G和B彩色光進入R像素的入射發(fā)散角。限制入射發(fā)散角的一種方法是只限制G和B彩色光的入射發(fā)散角而不限制R光的入射發(fā)散角。然而，一般投射式液晶顯示設備的結(jié)構(gòu)通常只能同時限制三色光的入射發(fā)散角而不能限制某一特定彩色光的入射發(fā)散角。因此，為限制G和B光的入射發(fā)散角，也要限制R光的入射發(fā)散角，于是產(chǎn)生R光質(zhì)量下降的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題提出的，其第一個目的是提供一種光發(fā)散角限定裝置和方法，除特定的彩色光之外，能防止不需要的彩色光進入該特定彩色光相應的像素中。
本發(fā)明的第二目的是提供一種能提高色純度和顯示優(yōu)質(zhì)圖像的投影式圖像顯示設備，除特定的彩色光之外，能防止不需要的彩色光進入該特定彩色光相應的像素中。
本發(fā)明的光發(fā)散角限定裝置有一個光發(fā)散角限制器件，包含多種彩色光的光進入該器件，其作用是限制多種彩色光中至少一種的發(fā)散角，使與特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光相應的像素中。
本發(fā)明的光發(fā)散角限定方法是接收包含多種彩色的光，限制多種彩色光中至少一種的發(fā)散角，使與特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光相應的像素中。
此外，本發(fā)明的投影式圖像顯示設備包括一個光源，發(fā)出包含多種彩色光的光；一個光發(fā)散角限制器件，光源發(fā)出的包含多種彩色光的光進入該器件，其作用是限制多種彩色光中至少一種的光發(fā)散角，使與特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光相應的像素中；一個光調(diào)制器，其中配置著多種彩色光相應的多個像素，其作用是根據(jù)待顯示的圖像有選擇地調(diào)制進入多個像素的彩色光；和一個投射器件，用于投射經(jīng)光調(diào)制器光調(diào)制過的各彩色光。
在本發(fā)明的光發(fā)散角限定裝置和方法中，包含多種彩色光的光進來之后，限制多種彩色光中至少一種的發(fā)散角，從而使與特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光相應的像素中。
在本發(fā)明的投影式圖像顯示設備中，光發(fā)散角限制器件限制著光源發(fā)出的光中多種彩色光中至少一種的發(fā)散角，從而使與特定彩色光不同的彩色光不致進入該特定彩色光相應的像素中。光調(diào)制器根據(jù)待顯示的圖像有選擇地光調(diào)制進入多個像素中的彩色光。投射器件投射光調(diào)制器光調(diào)制過的各彩色光。
從下面的說明可以更全面理解本發(fā)明的其它目的、特點和優(yōu)點。
圖1是本發(fā)明一個實施例的投影式圖像顯示設備光學系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)平面圖。
圖2是圖1所示投影式圖像顯示設備中液晶板主要部分的結(jié)構(gòu)剖面。
圖3A至3C是說明圖1所示投影式圖像顯示設備中擋光板結(jié)構(gòu)和作用的示意圖。
圖4是說明漏泄光進入圖2所示液晶板的示意圖。
圖5是圖3B所示濾光片光學特性的一個實例的特性曲線圖。
圖6是圖3C所示兩濾光片之一的光學特性實例的特性曲線圖。
圖7是圖3C所示兩濾光片中另一個的光學特性實例的特性曲線圖。
下面參看附圖詳細說明本發(fā)明的一個實施例。
圖1示出了本發(fā)明一個實施例的投影式圖像顯示設備的光學系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)實例的俯視圖。圖1中，為簡明起見，只示出了主要光線的光路，其它光路沒有示出。談到圖中所示的各光學器件時，我們稱正交于畫面中光軸10的方向為水平方向，垂直于畫面的方向為垂直方向。這個定義適用于以后的說明。
本發(fā)明的投影式圖像顯示設備制成為不帶濾色片的單面板投影式液晶顯示設備，它由下列各部分組成一個光源11，用于發(fā)射包含多種彩色光的白光；一個UV/IR(紫外/紅外)截止濾光片12，用于濾除光源11發(fā)出的白光中的紫外線和紅外線；一個準直透鏡13，用于將通過UV/IR截止濾光片12后發(fā)散的光變?yōu)閹缀跗叫械墓馔浚灰粚ν哥R陣列21和22(第一透鏡陣列21和第二透鏡陣列22)，用于擴散通過準直透鏡13的光并使光的強度分布均勻；一個擋光板23，配置在第二透鏡陣列22的光出口側(cè)，對從第二透鏡陣列22出來的光起限制其發(fā)散角的作用；和另一個準直透鏡15，用于將通過第二透鏡陣列22的光通量變成幾乎平行的光通量。
本發(fā)明的投影式圖像顯示設備還包括分光鏡16B、16R和16G，順次設在準直透鏡15后面的光路上，以將準直透鏡15出來的白光通量分離成B、R、G三色光，并按不同角度使其反射；一個入射側(cè)偏光鏡17，用于將分光鏡16B、16R和16G分離出的B、R、G三色光按預定的偏振方向轉(zhuǎn)化成線性偏振光；一個液晶板18，用于根據(jù)待顯示的圖像在空間上調(diào)制由入射側(cè)的偏光鏡17線性偏振過的B、R、G三色光，和一個投射透鏡19，用于將通過液晶板18的光投射到屏幕20上，從而使放大的投射圖像顯示在屏幕20上。液晶板18相當于本發(fā)明中“光調(diào)制器”的一個具體實例。投射透鏡19相當于本發(fā)明中“投射器件”的一個具體實例。
雖然圖中沒有示出，但在入射側(cè)偏光鏡17的光入射側(cè)設置了一個相位板。相位板的作用是使分光鏡16B、16R和16G所反射的光的預定偏振分量(例如P偏振分量)相移例如45度角，從而將其調(diào)整到入射側(cè)偏光鏡17的偏振軸上。入射側(cè)偏光鏡17只讓被相位板相移過的預定偏振分量通過，阻擋其它偏振分量(例如S偏振分量)通過，從而使預定的偏振分量進入液晶板18中。盡管圖中沒有示出，但在液晶板18的后面還設有一個出口側(cè)偏光鏡，出口側(cè)偏光鏡只讓被液晶板18在空間上調(diào)制過的光中沿預定方向偏振的光通過。
光源11包括一個發(fā)射體11a和一個旋轉(zhuǎn)對稱的凹面鏡11b。舉例說，可采用金屬鹵化物燈作為發(fā)射體11a。凹面鏡11b最好采用形狀能最大限度地起聚光作用的鏡片，例如采用球面鏡。凹面鏡11b呈球面時，從光源11發(fā)出的光通過UV/IR截止濾光片12，并會聚到球面所確定的橢球第二焦點上。準直透鏡13將光源11發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成幾乎平行的光通量，并將其引向第一透鏡陣列21。
液晶板18是采用微型透鏡但不用濾色片的透射式液晶顯示器，它根據(jù)圖像信號有選擇地調(diào)制入射的彩色光。雖然圖1中沒有示出，但液晶板是由一個像素襯底、一個對應襯底和一個液晶層構(gòu)成的，像素襯底上有規(guī)則地二維配置著多個像素電極，對應襯底與像素襯底對置，液晶層則配置成填充像素襯底與對應襯底之間的間隙。稍后將參照附圖詳細說明液晶板18的細節(jié)。
分光鏡16B、16R和16G以彼此略不相同的角度配置。這些分光鏡的作用是以大致90度的角度有選擇地反射由準直透鏡15來的幾乎平行于光軸10的光通量，將光通量分離成B、R、G三色光線，并使其以不同角度進入液晶板18中。在圖1的實例中，分光鏡16B、16R和16G配置得使R光線垂直進入液晶板18，B和G光線分別與R光線成[+θ]和[-θ]角進入液晶板18。這些分光鏡還可以配置得使垂直進入液晶板18的光為B光線(或G光線)，而與垂直方向分別成[+θ]和[-θ]角進入的光線為R和G光線(或R和B光線)。
第一透鏡陣列21由多個透鏡元件在一個平面上配置構(gòu)成，其作用是用諸透鏡元件將準直透鏡13來的幾乎平行的單一光通量分成多個光通量，并使光會聚。第一透鏡陣列21的各透鏡元件的一面是偏平的，另一面是具有預定曲率的凸面。各透鏡元件的形狀與液晶板18的有效部位的形狀相似。第一透鏡陣列21的各透鏡元件不同心，以便將入射光以一一對應的方式會聚到第二透鏡陣列22的透鏡元件上。光軸10穿過第一透鏡陣列21的中心，各透鏡元件配置的位置使圖像與液晶板18的有效部位共軛或幾乎共軛。
第二透鏡陣列22也有多個透鏡元件，它們配置在一個平面上，與第一透鏡陣列21的各透鏡元件相對應。這些透鏡元件讓第一透鏡陣列21各相應透鏡元件來的小光通量通過，以使其彼此重疊。光軸10穿過第二透鏡陣列22的中心，第二透鏡陣列22配置的位置使整個第二透鏡陣列22與液晶板18的圖像孔眼共軛或幾乎共軛。第二透鏡陣列22的整個形狀與液晶板18各像素(圖2中的像素電極81B、81R和81G，稍后將說明)的孔眼形狀類似。鑒于第二透鏡陣列22也起向場透鏡的作用，因而按需要制成偏心的。該向場透鏡表明，例如，第二透鏡陣列22的各透鏡元件如此配置，使得當?shù)谝煌哥R陣列21的各透鏡元件的焦距為f1、第二透鏡陣列22各透鏡元件的焦距為f2(＝f1)時，各透鏡元件的合成焦距為f1。
擋光板23的中心有一個透光的孔眼23A，除孔眼23A外，該擋光板阻止入射到其上的光。如稍后參照附圖所述的那樣，擋光板23上配有濾光片30(圖3B)或濾光片30B和30G(圖3C)，從而部分覆蓋住孔眼23A。濾光片只阻止入射光中發(fā)散角須加以限制的特定彩色光(例如B和G彩色光)通過。擋光板23和濾光片30(或濾光片30B和30G)相當于本發(fā)明中“發(fā)散角限制器件”的一個具體實例。擋光板23相當于本發(fā)明中“擋光器件”的一個具體實例。
各濾光片30、30B和30G可用例如所謂吸收濾光片或干涉濾光片。吸收濾光片是通過向玻璃之類襯底中混入著色劑而能吸收特定波長范圍光的濾光片。干涉濾光片利用薄膜片產(chǎn)生的光的干涉現(xiàn)象而讓特定波長范圍的光通過或?qū)⑵浞瓷洹８缮鏋V光片是在玻璃之類的透明襯底上沉積絕緣材料以形成絕緣材料薄膜層而構(gòu)成的。稍后將參照


濾光片30、30B和30G對各彩色光的作用。
圖2是圖1所示液晶板18在水平方向的剖面結(jié)構(gòu)放大圖。從圖中可以看到，液晶板18包括像素襯底81、對應襯底82和液晶層83，像素襯底81中有許多像素電極，對應襯底82中有一個對應電極和多個微型透鏡，液晶層83夾在像素襯底81與對應襯底82之間。
像素襯底81有一個玻璃襯底81a、B、R、G光的像素電極81B、81R和81G、以及一個黑底81b，像素電極81B、81R、81G有規(guī)則(等間隔)地配置在玻璃襯底81a的一側(cè)(光入射側(cè))，黑底81b含有多個TFT(薄膜晶體管，圖中未示出)，它們起開關(guān)器件的作用，用以根據(jù)圖像信號將電壓加到各像素電極等上。TFT具有例如由多晶硅之類制成的一個柵極、一個漏極和一個源極(圖中未示出)。柵極接畫面上橫向延伸的地址線(圖中未示出)，源極接垂直于畫面延伸的B、R、G的數(shù)據(jù)線(圖中未示出)，漏極接像素電極81B、81R和81G。當B、R或G的圖像信號電壓有選擇地加到地址線和數(shù)據(jù)線所選擇的像素電極上時，液晶層83中液晶分子在像素電極與對應電極82d之間的排列發(fā)生變化，從而使光通過該部位時的偏振方向發(fā)生變化。圖中未示出的一個鋁之類制成的金屬膜起擋光作用，使光不致照射到黑底81b上，從面避免了TFT因受到光的照射而誤動作。
對應襯底82有一個玻璃襯底82a、一個微型透鏡陣列、一個玻璃蓋82c和一個對應電極82d，微型透鏡陣列由玻璃襯底82a一側(cè)(光輸出側(cè))上形成的多個聚光微型透鏡82b構(gòu)成，玻璃蓋82c緊附在微型透鏡82b上，對應電極82d在玻璃蓋82c上形成。對應電極82d為透明電極，在玻璃蓋82c的整個表面或必要的部位(即至少是面對著像素襯底81的像素電極81B、81R和81G的部位)上形成，保持在預定的電位上。微型透鏡82b制成為例如折射率分布型透鏡，即將襯底蝕刻成透鏡形狀，再將蝕刻部分充以透明的樹脂，或通過選擇性離子擴散處理來制取，也可以按其它任何方法制取。微型透鏡82b通常制成為軸線垂直于畫面的半圓柱形透鏡，也可以制成為總的呈球形或與球形類似的曲面形的透鏡。
各微型透鏡82b是為像素襯底81的三個像素電極81B、81R和81G配置的，其作用是將以入射發(fā)散角αB、αR和αG從三個不同方向進來的B、R和G的光通量會聚，使各光通量通過液晶層83分別進入像素電極81B、81R和81G中。這里應注意垂直射來的R光，通常應安排得使微型透鏡82b將R光聚焦在像素電極81R上或聚焦在其附近，必要時還可以安排得使R光深入聚焦在玻璃襯底81a的內(nèi)部。其它彩色光線(B光和G光)也應如此。
擋光板23(圖1)對進入微型透鏡82b的B、R、G三色光的入射發(fā)散角αB、αR和αG起限制作用，使其成為預定的發(fā)散角。
現(xiàn)在說明具有上述結(jié)構(gòu)的投影式圖像顯示設備的工作過程和作用，下面的說明包括實施例中的光發(fā)散角限定方法的說明。
參看圖1中的光學系統(tǒng)，先說明整個投影式圖像顯示設備的工作過程。如圖1所示，從光源11發(fā)出的白光中的紫外線和紅外線被UV/IR截止濾光片12截止。光會聚一次后又發(fā)散，然后進入準直透鏡13。準直透鏡13將入射光轉(zhuǎn)換成幾乎平行于光軸10的光通量。該光通量進入第一透鏡陣列的21，由第一透鏡陣列21的多個透鏡元件分成多個小光通量。
第一透鏡陣列21的各透鏡元件所分離出的各小光通量會聚在第二透鏡陣列22相應透鏡元件的幾乎中心位置后擴散開，同時略為改變走向進入準直透鏡15。準直透鏡15將第二透鏡陣列21來的入射光通量轉(zhuǎn)換成幾乎焦闌的(tele-centric)光通量。擋光板23限制著從第二透鏡陣列22出來的各彩色光的角度使其成為預定的發(fā)散角。
由準直透鏡15制成幾乎為焦闌的光通量進入分光鏡16B、16R和16G。分光鏡16B、16R和16G將入射的光通量分離成B、R、G三色光線，并使其以不同角度分散開。經(jīng)分光鏡16B、16R和16G分色和反射的彩色光進入入射側(cè)的偏光鏡17中。入射偏光鏡17只讓入射的彩色光接預定偏振方向偏振的線性偏振分量通過。通過入射側(cè)偏光鏡17且良好線性偏振過的彩色光從不同方向進入液晶板18的各微型透鏡82b。液晶板18根據(jù)彩色圖像信號調(diào)制B、R、G三色光的強度，輸出合成光。
通過液晶板18的B、R、G三色光有選擇地通過出口側(cè)的偏光鏡(圖中未示出)后由投影透鏡19投射到屏幕20上，并且經(jīng)過彩色合成過程。這樣，一幅彩色圖像就投影顯示在屏幕20上。
現(xiàn)在參看圖3至圖7更詳細說明濾光片30的作用。
參看圖4?，F(xiàn)在說明出現(xiàn)在液晶板18上的所謂“漏泄光”。上面說過，在實施例的投影式圖像顯示設備中，B、R、G三色光因分光鏡16B、16R和16G的作用而從不同方向進入液晶板18。在液晶板18中，從不同方向進入的B、R、G三色光經(jīng)微型透鏡82b會聚，進入三色光相應的像素電極81B、81R和81G中。進入微型透鏡82b的B、R、G三色光的入射發(fā)散角分別為αB、αR和αG。當入射發(fā)散角αB、αR和αG比要求值大得多時，彩色光，例如B光線，不僅進入B像素，而且還作為漏泄光進入相鄰的像素(例如R像素或G像素)中。圖4示出進入G像素(像素電極81G)的G光線由于其入射發(fā)散角αG比要求值大而進入相鄰的R像素(像素電極81R)的情況。出現(xiàn)這種漏泄光時，顯示出的圖像的色純度下降，從而可能使圖像質(zhì)量急劇下降。
在圖1所示的光學系統(tǒng)中，進入微型透鏡82b的光，其各入射發(fā)散角αB、αR和αG的大小是根據(jù)配置在第二透鏡陣列22的光輸出側(cè)的擋光板23的孔眼23A確定的。
圖3A至3C示出了擋光板23的作用和結(jié)構(gòu)。在各圖中，左邊示出了擋光板23的結(jié)構(gòu)，右邊示出了按擋光板23的孔眼23A確定的B、R、G三色光的發(fā)散角αB、αR和αG。圖中所示的各發(fā)散角αB、αR和αG都是在水平方向上的。圖3A示出了擋光板23的常規(guī)結(jié)構(gòu)。在此情況下，三色光在水平方向的發(fā)散角αB、αR和αG是根據(jù)孔眼23A的大小確定的，且取同樣的角度(例如2.5度)。三色光在垂直方向的發(fā)散角也是根據(jù)孔眼23A的大小確定的，且取同樣的角度(例如7.5度)。
當擋光板23的結(jié)構(gòu)如圖3A中所示時，為避免漏泄光，只要減小孔眼23A的大小以限制入射發(fā)散角αB、αR、αG也就夠了。舉例說，當光源11采用金屬鹵化物燈時，R光的明線光譜比G和B光窄。實際上，進入R像素的G和B光有變成漏泄光的問題。因此，光源11采用金屬鹵化物燈時，最好只限制G和B光的入射發(fā)散角αG和αB。但在擋光板23的結(jié)構(gòu)如圖3A中所示時，所有B、R、G三色光的入射發(fā)散角αB、αR和αG都要加以限制。因此，原來就少的R光線的光量被進一步減少，即使限制漏泄光也無助于色純度的提高，因此在實施例中對量少的彩色光(在此情況下為R光線)不限制其入射發(fā)散角，只限制其它彩色光的入射發(fā)散角。
圖3B示出了擋光板23配有只擋住R光以外的彩色光(B和G光線)的濾光片30的一個實例。圖5示出了濾光片30光學特性的一個例子。圖5中，橫軸表示波長(納米)，縱軸表示光的透射比(％)。濾光片30設在擋光極23的孔眼23A兩端，使其部分蓋住孔眼23A。蓋住孔眼23A的比例對應于待限制的入射發(fā)散角的大小。通過設置濾光片30，無須限制光量少的R光的入射發(fā)散角αR就可以限制其它彩色光的入射發(fā)散角αB和αG。這樣，可以有效防止漏泄光，從而提高色純度。在附圖所示的實例中，B和G光的入射發(fā)散角αB和αG限制在2.0度，相比之下，R光的入射發(fā)散角αR為2.5度。
圖3C示出了擋光板23結(jié)構(gòu)的另一個例子。在圖3B的實例中，雖然B和G光的入射發(fā)散角αB和αG不僅在R像素側(cè)而且在其他相鄰的像素側(cè)也受到限制，但本來有待限制的入射發(fā)散角僅僅是R像素側(cè)的。在圖3C的實例中，擋光板23配有讓R和G光通過而不讓B光通過的濾光片30B和讓R和B光通過而不讓G光通過的濾光片30G，從而只限制進入R像素側(cè)的彩色光的發(fā)散角。圖6中示出了濾光片30B光學特性的一個例子，圖7中示出了濾光片30G光學特性的一個例子。圖6和圖7中，橫軸表示波長(納米)，縱軸表示光的透射比(％)。
濾光片30B根據(jù)擬加以阻擋的B光線所入射的B像素的配置方式而設置成覆蓋住擋光板23的孔眼23A的左端。相反，濾光片30G則根據(jù)擬加以阻擋的G光線所入射的G像素的配置方式而配置成覆蓋住擋光板23的孔眼23A的右端。覆蓋孔眼23A的比值相應于有待限制的入射發(fā)散角的大小。通過設置兩個濾光片30B和30G，只能有效限制B和G光的R像素側(cè)的入射發(fā)散角。在附圖所示的實例中，入射發(fā)散角αB和αG都限制在2.25度，相比之下，R光的入射發(fā)散角αR限制在2.5度。
綜上所述，按照實施例的光發(fā)散角限定裝置(擋光板23和濾光片30、30B和30G)，多個彩色光的至少一種的發(fā)散角是根據(jù)光源11的發(fā)光特性而加以限制的，從而使與特定彩色光(例如R光線)不同的彩色光(例如B和G光線)不致進入該特定彩色光相應的像素中，因此可以避免特定彩色光以外的不需要的彩色光進入特定彩色光相應的像素中。按照實施例的投影式圖像顯示設備，由于采用了光發(fā)散角限定裝置，因而通過避免特定彩色光以外的不需要的彩色光進入特定的彩色光相應的像素中，可以提高色純度并顯示出優(yōu)質(zhì)圖像。
本發(fā)明并不限于上述實施例，而是可以做種種修改。舉例說，雖然實例中說的是采用透射式液晶板的情況，但本發(fā)明也適用于采用反射式液晶板的情況。本發(fā)明不限于采用液晶板的顯示設備，也可應用于其它形式的顯示設備。
綜上所述，按照本發(fā)明的光發(fā)散角限定裝置或光發(fā)散角限定方法，多種彩色光的至少一種的發(fā)散角被調(diào)節(jié)成使與特定彩色光不同的彩色光不致進入特定彩色光相應的像素中，從而可以避免該特定彩色光以外的不需要的彩色光進入特定的彩色光相應的像素中。
按照本發(fā)明的投影式圖像顯示設備，從光源發(fā)出的包含多種彩色光的光進到其中，多種彩色光的至少一種的發(fā)散角經(jīng)過限制，從而使與特定彩色光不同的彩色光不致進入特定彩色光相應的像素中。進入多個像素中的彩色光根據(jù)待顯示的圖像有選擇地經(jīng)過光調(diào)制，從而通過避免特定彩色光以外的不需要的彩色光進入該特定彩色相應的像素中，可以提高色純度和顯示優(yōu)質(zhì)圖像。
具體說，按照本發(fā)明的光發(fā)散角限定裝置或投影式圖像顯示設備，對至少一種在特定彩色光相應的像素側(cè)的彩色光進行限制，從而可以有效限制不必要的彩色光的發(fā)散角。
顯然，根據(jù)上述教導可以對本發(fā)明進行種種修改和變化，因此，不言而喻，在不脫離所附權(quán)利要求書范圍的前提下，本發(fā)明是可以按上述具體內(nèi)容以外的方式實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)散角限定裝置，用于限制進入多個像素中的光的發(fā)散角，所述像素為與多種彩色光相對應的像素，其特征在于，該裝置有一個發(fā)散角限制器件，包含多種彩色光的光進入此器件之后，多種彩色光中至少一種的發(fā)散角受到該器件的限制，以使與一特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光的相應像素中。
2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)散角限定裝置，其特征在于，該發(fā)散角限制器件所限制的至少一種彩色光的發(fā)散角處在所述特定彩色光相應的像素側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)散角限定裝置，其特征在于，所述發(fā)散角限制器件包括擋光器件，具有一個光能通過的孔眼，該擋光器件用于阻擋入射到其上的除孔眼之外的光通過；和一個濾光片，其一部分設在擋光器件的孔眼處，用于只阻止發(fā)散角要加以限制的特定彩色光通過。
4.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)散角限定裝置，其特征在于，所述特定彩色光為紅(R)光線。
5.一種光發(fā)散角限定方法，用于限制進入多個像素中的光的發(fā)散角，所述像素為與多種彩色光相對應的像素，其特征在于，該方法包括以下步驟接收包含多種彩色光的光，限制多種彩色光中至少一種的發(fā)散角，以使與一特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光的相應像素中。
6.如權(quán)利要求5所述的光發(fā)散角限定方法，其特征在于，所述特定彩色光為紅(R)光線。
7.一種投影式圖像顯示設備，具有與多種彩色光相對應的多個像素，其特征在于包括一個光源，發(fā)出包含多種彩色光的光；光發(fā)散角限制器件，光源發(fā)出的包含多種彩色光的光進入此器件中，多種彩色光中至少一種的發(fā)散角受到該器件的限制，以使與一特定彩色光不同的彩色光不能進入該特定彩色光的相應像素中；一個光調(diào)制器，其中配有多個與多種彩色光相對應的像素，用于根據(jù)待顯示的圖像有選擇地調(diào)制進入多個像素中的彩色光；和投射器件，用于投射由光調(diào)制器光調(diào)制過的各彩色光。
8.如權(quán)利要求7所述的投影式圖像顯示設備，其特征在于，所述發(fā)散角限制器件限制至少一種彩色光的發(fā)散角，該發(fā)散角處在所述特定彩色光的相應像素側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的投影式圖像顯示設備，其特征在于，所述發(fā)散角限制器件包括擋光器件，具有一個光通過的孔眼，該擋光器件用于阻擋入射到其上的除孔眼之外的光通過；和一個濾光片，其一部分設在擋光器件的孔眼處，用于只阻止發(fā)散角要加以限制的特定彩色光通過。
10.如權(quán)利要求7所述的投影式圖像顯示設備，其特征在于，所述特定彩色光為紅(R)光線。
全文摘要
一種光發(fā)散角限定裝置,供提高色純度和顯示優(yōu)質(zhì)圖像,該裝置只讓特定的彩色光通過,阻止不需要的彩色光通過。根據(jù)光源的光學特性,采用作為光發(fā)散角限定裝置的擋光板來限制多種彩色光中至少一種的發(fā)散角,從而使與特定彩色光(例如R光線)不同的彩色光(例如B和G光線)不能進入該特定彩色光的相應像素中。
文檔編號H04N9/31GK1274093SQ00108680
公開日2000年11月22日 申請日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月18日
發(fā)明者金谷碧 申請人:索尼公司