CN1180214A

CN1180214A - 图像显示装置

Info

Publication number: CN1180214A
Application number: CN97113792A
Authority: CN
Inventors: 朴泰守
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1996-06-15
Filing date: 1997-06-15
Publication date: 1998-04-29
Anticipated expiration: 2017-06-15
Also published as: US5971546A; CN1143253C

Abstract

一种图像显示装置,它包括一个光源,一个平的显示板,用于使光源产生的入射光形成以像素为单元的图像,至少一个双折射板,用于将由平的显示面板形成的图像的像素划分成重叠像素,并使其位移至独立于原始像素的其它位置,双折射板利用幅度划分将像素分划和位移一个距离3/2Px(Px是像素的周期),依次序分别设置二个和三个双折射板,以此增加像素的数目四倍和八倍。

Description

图像显示装置

本发明涉及一种图像显示装置，尤其是涉及一种投射型图像显示装置，这种装置设计成利用图像区分和位移方法提高图像的质量。

通常，平面板，尤其是具有液晶显示面板的投射型图像显示装置可利用实像和虚像技术来实现。

实像技术是一种利用图1所示光学***进行实像显示的方法。该光学***包括一个液晶显示面板11，一个目镜透镜12和一个显示屏13。液晶显示面板11位于目镜透镜12的焦距f之外，以显示投射在显示屏13上的实像。

虚像技术是一种在显示屏上显示虚像的方法。图2是一种利用一般虚像技术的投射型图像显示装置的光学装置示意图。该光学装置包括一个目镜14，一个液晶显示面板15，和一个显示屏16。它不同于实像技术，它是将液晶显示面板15放置在目镜14的焦距之内，通过液晶显示面板投射该虚像，并把它显示在屏16上。

在上述任一种情况下，液晶显示面板的图像被投射在屏上。

根据像素的排列图形，即三角形和线条形图形，对液晶显示面板的类型进行分类。

在三角形图形中，如图3所示，RGB滤色器在水平方向依次排列。一种颜色的像素在水平行内相对于相邻的水平行的像素在水平方向上有三个半格的位移。

同样，RGB滤色器在线条形图形中在水平方向依次序排列，如图4所示。但是，在水平行内一种色的像素位于相邻水平行内相同的垂直位置处。

除液晶显示面板外，投射图像的平面板包括PDP，FED和DMD面板。对于所有的平面板，在屏上投射具有较大尺寸的图像。

平面板包括，允许光线通过的透明部分和不透明区。该不透明区不可避免地是由给每个像素提供能量的电路，以及其它构成面板的结构部分所形成。

例如，在对由红、绿和蓝像素形成的图像进行放大和投射时，由于像素之间的不透明区会使图像的一部分在屏上不显示。

图5表示屏上由红、绿和蓝像素17、18和19之间的不透明区20形成的间隔，屏上的不透明区20是由于在液晶显示面板上三个像素之间的间隙造成。

可以看出像素是用不透明区分隔开的，除非在离开屏一个合适的距离对他们进行观察。如果构成图像的像素被识别，除非在离屏合适的距离不被觉察，则形成图像的装置是异常的和粗制的。由不透明区形成的间隔被看作为在屏上图像的一个拼成的图形，这有损于图像的质量。

由于以光源产生的光受到不透明区的遮挡，所以存在着光路上光量的损失。

为了消除由于不透明区所造成图像质量的变坏，如图5所示，把像素17，18和19分成二部分，即原始像素17，18和19以及重叠像素17a，18a和19a，并且重叠像素受到位移，移动一个使不透明区消除的距离。由原始的像素和位移的重叠像素形成的图像同时显示在显示屏上。

许多受到重叠的图像在不同的方向上受到位移，移动的距离小于像素的周期Px，从而消除不透明区域。像素的周期Px是相邻两个像素与液晶显示面板与像素的水平间距之间的距离。

关键点在于，像素(图像)被重叠成为许多像素(图像)，将由原始和重叠像素形成的图像投射至屏上，由此消除不透明区，制止图像质量的恶化。

一种波前区分方法用于把投射至液晶显示(LCD)面板上的图像的传播光波分成许多重叠图像。图6是现有技术中利用一个平板的投射型图像显示装置的示意图，该技术公开在美国专利U.S.5,250,967中。图7是另一个现有技术中利用多面棱镜的投射型图像显示装置的示意图，该技术公开在美国专利U.S.5,005,968中。在上述的例子中，在靠近投射光学***的光阑处有一个光学部件，将图像分成许多图像，其设定的距离小于像素的周期。

参见图6，利用平面板的投射型图像显示装置包括，光源21，液晶显示面板22，光阑23，多平面板24，投影透镜25和显示屏26。液晶显示面板22产生一个图像，被投射至显示屏26上。包含图像信息的光经过光阑23入射到多平面板24上。入射在多平面板24上的光被分成许多图像，通过投影透镜25投射到屏26上。由此形成图5所示的重叠图像。

如图7所示，入射光在多平面板24的边界线(线缘)24a，24b和24c处受到散射。于是，图像质量的恶化与是否采用投射型图像显示装置(图6所示的)消除不透明区无关。

由于多平面板24必需放在投射光学***光阑的前面，所以投影透镜和图像透射显示***的安置受到投射光学***的结构的限制。多平面板24为获取精确的划分量和位移在其制造上也是困难的。

参见图8，这是一种利用多面棱镜的传统投射型图像显示装置，它包括，光源30，液晶显示面板31，光阑32，投影透镜33，多面棱镜34和屏35。液晶显示面板22所产生的图像投射至屏26上。包含图像信息的光经过光阑32和投影透镜33入射到多面棱镜34上。射在多面棱镜34上的光由原始像素被分成原始图像，由重叠像素被分成重叠图像，并使他们投射到屏26上。于是，形成如图5所示的重叠图像。

以类似图7所示的方式，可用许多个多面棱镜34的面来划分和位移入射光，产生原始图像和重叠图像27b。利用图8所示多面棱镜的投射型显示装置也具有如图6中所用多平面板的投射型显示装置同样存在的问题。

已有技术中其它用于消除不透明区的例子公开在日本专利公开8-43764中，它把像素分成重叠像素，并利用原始像素和移位的重叠像素投射图像到屏上。重叠图像位移一个与某一像素中的不透明区一样大的距离，它只是足以不重叠相邻的两个像素。如图9所示，重叠图像36a移动的最大距离是1/2Px，即，像素的1/2周期。

由于其它的不同色的像素引起的不透明区均不能被去除。见图9，在只利用R像素，或只是将光量集中在R像素时，相对于R像素，G和B像素起着不透明区的作用。由于该不透明区，所显示的图像是不自然的，出现在图像中的不透明区作为一种镶嵌图型出现。这种属于不透明区形成的问题在上述美国专利U.S.5,250,967和U.S.5,005,968公开的实例中是不可避免的。

为了消除不透明区，在另一实例中建议采用微透镜列阵片(U.S.5,300,942)，或采用一种光栅片。每个微透镜必需精确地对应液晶显示面板上每个像素相应地安排。由于在微透镜的边缘部分对光的散射，所以图像质量的恶化是不可避免的。对于使用光栅片，由于光栅板与LCD面板之间的干涉，在光栅板的边缘会出现不希望的光散射和图像中出现摩尔(Moire)条纹。由传统液晶显示面板形成的图像必需距屏一定距离处来观看，这就需要足够的观看屏幕的空间。

因此，本发明所介绍的图像显示装置，由于消除了已有技术中的限制和缺点，从而实质上排除了各种上述的问题。

本发明的目的在于，提供一种图像显示装置，它能把由平的显示面板形成的图像的像素利用幅度区分方法划分成原始像素和重叠像素，并将重叠像素移位到相同颜色的其它像素之间的区域中，于是增加像素的数目和提高图像的质量。

本发明的其它目的在于，提供一种至少利用一个双折射板的图像显示装置，进行图像的划分和位移，没有由于光的散射所引起的图像质量的恶化。

本发明的其它目的在于，提供一种图像显示装置，它具有至少一个靠***的显示面板设置的双折射板，而不考虑其它的光学装置，以简化光学***的结构和便于它的安装。

在下面的描述中将说明本发明的附加特征和优点，其一部分将由说明书了解，或者由本发明的实施例中了解。本发明的目的和其它优点将从文字说明以及附图指出的具体结构来实现和获取。

为取得各种优点和实现本发明的目的，作为概括和广义的介绍，本发明的图像显示装置包括，一个光源，一个平的显示面板，其利用光源产生的入射光以像素为单位形成一个图像，一个双折射板，用于将由平的显示面板形成的图像的像素划分成原始像素和重叠像素，并使它们独立于原始像素位移至其它的位置。

双折射板利用幅度划分方法将在平的显示面板上形成的像素划分和位移一个距离3/2Px(Px是像素的周期)，于是增加投射至屏上图像的像素的数目。

依次序安置二个双折射板，以划分和位移形成在平的显示面板上的图像的像素，于是在其数目上增加像素四倍。

依次序安置三个双折射板，以划分和位移形成在平显示面板上的图像的像素，于是在其数目上增加像素八倍。

需知，前面的一般性介绍和下面详细描述是举例和说明性的，在于对所要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图用于进一步理解本发明，并配合本发明构成说明书的一部分，图示本发明的实施例和说明书一起说明本发明的原理。

图1是利用一般的实像技术的投射型图像显示装置的光学仪器示意图；

图2是利用一般的虚像技术的投射型图像显示装置的光学仪器示意图；

图3是在一般三角型图形中像素的排列图；

图4是在一般线条型图形中像素的排列图；

图5是现有技术中划分和位移图像的说明图；

图6是在一个传统的投射型图像显示装置的例子中所用光学***的示意图；

图7是图6中光学***用波阵面划分方法说明光散射的示意图；

图8是根据另一个传统投射型图像显示装置的例子中所用光学***的示意图；

图9是根据现有技术的由其它色的像素形成的不透明区的说明图；

图10是根据本发明的图像显示装置划分和位移图像的示意图；

图11是本发明第一优选实施例的图像显示装置的光学***示意图；

图12是根据本发明在双折射板中光的透射和折射的说明图；

图13是图11的详述图；

图14是在三角形图型中绿像素的排列图；

图15是根据本发明由图像显示装置划分和位移的绿像素示意图；

图16是根据本发明第二优选实施例的图像显示装置的光学***示意图；

图17是根据本发明的第二优选实施例，在液晶显示面板的偏振光轴成45°倾斜位置时双折射板的晶体光轴的示意图；

图18a，18b是通过图17中的第一折射板的光的偏振作用说明图；

图19是图17中沿着x轴偏振的光学的被划分组元说明图；

图20是根据本发明第二优选实施例在液晶显示面板的偏振轴被水平定位时双折射板的晶体光轴示意图；

图21是根据本发明第三优选实施例的投射型图像显示装置的光学***示意图；

图22是根据本发明第三优选实施例在液晶显示面板的偏振轴处于45°倾斜位置时双折射板的晶体光轴示意图；

图23a是通过图22中第一折射板的光的偏振作用示图；

图23b是沿着x轴偏振的光的被划分组元说明图；

图23c是沿着y轴偏振的光的被划分组元说明图；

图24是根据本发明的第三优选实施例R像素在数目上增加八倍的示意图；

图25是根据本发明的第三优选实施例的一个例子在液晶显示面板的偏振轴水平定位时双折射板和新的偏振器的轴的示意图；

图26是根据本发明第三优选实施例的另一个例子在液晶显示面板的偏振轴水平定位时双折射板和新的偏振器的轴的示意图；

图27是根据本发明的第三优选实施例在液晶显示面板的偏振轴水平定位时双折射板的晶体光轴的示意图；

图28是根据如图27所示的本发明第三优选实施例数目增加八倍的像素的划分和位移示意图。

对于本发明的优选实施例下面予以详细介绍，它的例子在附图中被说明。

图10是说明在本发明的图像显示装置中图像的划分和位移的示图。参照图10，每个RGB像素，即在屏上形成图像的像素被重叠成许多RGB像素，并被位移一个大于单位像素的周期的距离。

例如，在三角形像素的图型中，重叠像素的每一个被位移一个至少与单位像素的一个水平周期和1/2个垂直周期一样长的距离。

将每个重叠的像素移动至一个不同于原始像素的位置，即移动到其它的色像素的位置，从而在原始的和重叠的像素之间不出现重叠，因此使像素在量方面实际上得到加倍。

见图10，使R像素37重叠成为一个重叠R像素37a，该重叠像素37a被位移至少一个水平周期，3/2Px长度的距离。重叠的R像素37a位于G和B像素之间，于是增加像素的数目二倍。采用这种方式，可用重叠像素来消除不透明区。

第一实施例

图11是根据本发明第一优选实施例的图像显示装置利用图10所示的划分和位移的光学***示意图。

本发明的平的显示面板可以是一种采用线条型像素排列的平的板型面板，以及PDP，FED，DMD等面板。

参照图11，该光学***包括。一个液晶显示面板40，用于显示由像素形成的图像；偏振器41a和41b，用于使显示在液晶显示面板40上的具有图像信息的光进行偏振；一个双折射板42，形成一个划分和位移通过偏振器41a的光的光学***；一个投影透镜43，用于对划分和位移的光进行放大和投射；一个屏44，用于在屏上形成图像。

偏振器41a其偏振轴相对于双折射板42的晶体光轴成45°位置倾斜。

具有在液晶显示面板40上显示的图像信息的光相对于地面或者具有一个水平分量，或者具有一个垂直分量。根据第一个实施例，偏振器41a使光相对于地面在传播方向具有水平和垂直分量。

通过偏振器41a的光入射到双折射器42上。双折射板42将入射光的像素分成两个像素，并将他们传输到投影透镜43中。

投影透镜43将两个像素中的一个投射到屏44上，显示一个原始图像，而将另一个投射到屏上，显示一个重叠图像。

图12和13表示如上所述的，将图像划分成两个图像，并对两个像中的任一个位移的双折射板42的结构和原理图。

参见图12和13，双折射板42的晶体光轴42a相对于从折射板的厚度t的方向入射光45以一定的倾斜角θ设置。

入射光45通过偏振器41a，在其传播方向上具有水平和垂直分量45a和45b。

双折射板42将入射光45按照传播方向相对于晶体光轴分成两种光线。两种偏振光线中的一种是传播方向的一个垂直分量45a，并且相应于原始图像46a。另一种是传播方向的一个水平分量，形成距原始图像位移一定距离的一个重叠图像46b。这就是幅度划分和位移。

重叠图像46b具有重叠的图像信息。位移的量d大于单位像素的周期Px，相当于图10中的3/2Px。

从下面的等式(1)确定位移的量：

d = t \frac{({n_{o}}^{2} - {n_{e}}^{n}) \tan θ}{{n_{o}}^{2} + {n_{e}}^{2} \tan θ}

其中，n_e是非常光的折射率，n_o是寻常光的折射率，t是双折射板42的厚度。

直线行进的光是寻常光，在传播方向内相对地面具有一个水平分量。非常光，即位移距离d的光，在光传播方向内相对地面是一个垂直分量。

双折射板42可由石英、方解石、铌酸锂等呈现双折射性能的材料制成。

如等式(1)所示，在液晶显示面板40上的像素数目可以通过合适地调整双折射液板42的厚度t和光轴42a来加倍。

例如，在距离d＝3/2Px(Px是液晶显示面板上像素的水平间距)时，由双折射板42产生的图像受到放大，并通过投影透镜43投射至屏44上，因此增加像素的数目两倍。

如图10所示，原始图像37被重叠成为图像37a，它具有全部的原始图像信息，重叠图像37a被位移至与原始图像37单独分开的其它位置处。

由于重叠图像37a移动一个距离3/2Px，使像素在数目上加倍，由此使靠近其它带色像素的间隙减小。

类似在图14和15中的情况，在三角形像素排列中G像素受到划分和位移时，可以由原始和重叠G像素47和47a来加倍G像素的数目。也可采用上述相同的方式加倍B像素的数目。

于是，将受到加倍像素数量的图像投射到屏44上。在相对水平方向位移d的量是3/2Px时，三角形的滤色器图形被变换成线条型的。

可以通过调整双折射板42的晶体光轴把图像划分和位移至其它相对于地面水平方向的位置。在这种情况下，可以把其它颜色的像素认为不透明区，以使重叠像素位移至一个大于至少1/2像素周期的距离。这同样也可能相对于地面成对角方向划分和位移图像。

双折射板42需平整到足以防止通常由传统多平面板和多面棱镜中所观察到的光的散射所造成的图像质量的恶化。将双折射板42靠***的显示面板安置，不需顾及其它的光学***，例如投影透镜，光阑等的位置。

上述的第一实施例所介绍的光学***不使用多面的光学器件，例如多平面板和多面棱镜，于是明显地消除由散射光所引起的像质恶化。通过位移双倍像素至其它颜色的其它像素位置可以在不减小对比度的情况下使像素的数目加倍，这种其它颜色的像素起着像素之间的不透明区的作用。于是，图像质量可以由加倍的像素来提高。

光学***的安置和组合件的设置是灵活的，这是由于相对于其它光学***独立操作的双折射板安装在靠***的显示面板处之故。

由于重叠像素被位移至偏离原始像素的其它位置，以增加像素的数目，所以使用者可以在非常靠近的距离观看屏上的图像。

第二实施例

图16是依据本发明第二优选实施例的投射型图像的装置中光学***的示意图，其中，使用三角型滤色器图型的液晶显示面板。

参见图16，光学***包括，一个液晶显示面板50，用于显示由像素形成的图像；偏振器51a和51b，用于对具有显示在液晶显示面板50上的图像信息的光进行偏振；一对双折射板52a和52b，构成一个对通过偏振器51a的光进行划分和位移的光学***；一个投影透镜53，用于放大和投射受到划分和位移的光；一个屏54，用于形成一个由投影透镜53放大的图像。

偏振器51a安装在液晶显示面板50的光出射一侧，它的偏振轴如图17所示有45°的倾斜，或如图20所示相对于双折射板52的晶体光轴是水平的或是垂直的。双折射板52a和52b其晶体光轴的方向是由上述情况中的一种确定的。

参见图17，液晶显示面板50的偏振器，根据第二实施例，它有一个45°倾斜的轴，用二个双折射板将增加像素的数目四倍。第一双折射板52a的晶体光轴是沿着x₂轴(在水平方向内)。第二双折射板52b其晶体光轴位于x₃′方向，相对于x₃轴(在水平方向内)，具有一定倾斜的角度θ。三个轴x₁，x₂和x₃都是相同的水平x轴，即x₁＝x₂＝x₃。

于是，通过液晶显示面板50的光有一个45°倾斜的传播方向，此时安置在液晶显示面板50的光出射侧的偏振器的位置是45°倾斜的。

由45°偏振的光沿着x和y轴分成二个分量：水平分量通过第一双折射板52a，并沿x轴位移一个距离d(＝3/2Px)，而其垂直分量直线行进。于是，通过第一双折射板52a的像素其数目加倍。如图18a所示，通过第一双折射板52a的光偏振成二个振动分量x₁(水平)和x₂(垂直)。

如图18b所示，水平分量x相对于有一定角度θ倾斜的x₁′和y₁′轴再次偏振成为二个分量。虽然在图18b中没有表示，但是垂直分量y也可以相对于x₁′和y₁′被偏振成二个分量。对于x₁′分量，光的强度I_x1′＝I_oSin²θ，对于y₁′分量，光的强度I_y1′＝I_oCos²θ。

如图19所示，在液晶显示面板50上的像素(形成一个屏上的图像)可通过在划分和位移从第一双折射板52a出射的光之前足够地调整第二双折射板52b的厚度t和晶体轴x₃′来增加四倍的像素数目。

在图19中虽然没有表示，但可用相同的方式增加G和B像素的数目四倍。根据在液晶显示面板50中不透明区的图型来合适地决定倾斜的角度θ。参见图19，标号56，57和58分别表示原始像素，重叠像素和重叠像素的位移方向。

图20是本发明第二实施例中具有双折射板52a和52b的光学***示意图，其中安置在液晶显示面板50的光出射侧上的偏振器52a是水平方向定位的。

第二双折射板52b具有沿x₃(水平方向)的晶体光轴。第一折射板52a的晶体光轴被定位在x₂′轴向，它与x₂轴成一定的角度θ倾斜。

从液晶显示面板50出来的光没有平行于x₀轴(水平轴方向)传播的方向。通过液晶显示面板50的光相对于安置在液晶显示面板50的光出射侧的偏振器51a的x₁轴水平地传播，偏振器52a沿着偏振轴x₁定位。

偏振至轴x₁的光被分成在x₂′(水平)和y₂′方向上的两个分量：水平分量x₂′通过第一双折射板52a，并在x₂′轴方向上位移，但分量y₂′向前行进。

通过第一双折射板52a的光在x₃(水平)和y₃(垂直)方向上被再次分成两个分量：水平分量x₃通过第二双折射板52b，并位移一个距离d(＝3/2Px)，而垂直分量y₃向前行进。

如图18b所示，通过第一双折射板52a的偏振光沿着有一定角度θ倾斜的x₂′和y₂′方向有两个分量。每个分量的光强度是Ix₂′＝I_oSin²θ(对于x₂′分量)，Iy₂′＝I_oCos²θ(对于y₂′分量)。

x₀-x₃四个轴都是水平x轴，即，x₀＝x₁＝x₂＝x₃。

类似于图19，在液晶显示面板50上像素的数目(在屏上形成一图像)可以通过在划分和位移原始像素之前适当地调整第一和第二双折射板52a和52b的每一个板的厚度t和晶体光轴x₃′提高四倍。

根据液晶显示面板50中不透明区的图形可适当地确定倾角θ。

依据第二实施例的其它例子，安置在液晶显示面板50的光出射侧的偏振器51a有一个90°倾斜的偏振轴，双折射板其结构与图20所示的具有相同的效果。

如上所述，每个双折射板的厚度和晶体光轴在原始像素受到划分和位移之前得到适当地调整，调整到相邻的相同颜色的像素之间的不同颜色的各像素的位置。于是，像素的数目可以不用对光进行散射就可增加四倍。

第三实施例

图21是本发明第三优选实施例的投射型图像显示装置中的光学***示意图。其中，利用三个双折射板62a，62b和62c使像素的数目增加八倍。参见图21，所设计的光学***，除了三个双折射板62a，62b和62c之外，其结构相同于图16所示的结构。

见图22所示的第三实施例，从液晶显示面板60出射的光沿着x₀轴行进(水平方向)。通过液晶显示面板60的光，利用安置在液晶显示面板60的光出射侧的偏振器61a使其相对于x₁轴在45°倾斜的方向上传播。偏振器61a相对于x₁轴以45°倾角定位。

五个轴x₀至x₄均是相同的水平的x轴，即x₀＝x₁＝x₂＝x₃＝x₄。

45°偏振的光沿着x₂和y₂轴被分成两个分量：水平分量通过第一双折射板62a，并沿x₂轴位移一个距离d(＝3/2Px)，但是垂直分量y₂直线行进。于是，通过第一双折射板62a的像素数目得到加倍。

如图23a所示，通过第一双折射板62a的光被偏振成为两个分量x₂(水平的)和y₂(垂直的)。水平分量x₂相对于图23b所示的以一定角度倾斜的x₂′和y₂′轴再次偏振成为两个分量。垂直分量y₂也可以相对于轴x₂′和y₂′偏振成为两个分量。对于x₂′分量光的强度是I_x2′＝I_oSin²θ，对于y₂′分量的光强度是I_y2′＝I_oCos²θ。

利用在划分和位移从第一双折射板62a出射的光之前合适地调整第二双折射板62b的厚度和晶体光轴x₃′，可以使像素(在屏上形成图像的)的数目增加四倍。

通过第二双折射板62b的光也可以分成两个分量，增加像素的数目四倍。然后，以相同的方式使通过第三双折射板62c的光分成两个分量。第三双折射板62c的厚度调整成位移二分之一的上述3/2Px的量。

通过第三双折射板62c，原始像素的数目增加八倍，并显示在图24所示的屏上。参见图24，其中标号71，72和73分别表示由第一，第二和第三双折射板62a，62b和62c产生的重叠像素。

图25是本发明的第三实施例中另一个具有双折射板62a，62b和62c的光学***例子的示意图，其中，安置在液晶显示面板的光出射侧上的偏振器是水平定位的，偏振器61c放在液晶显示面板60的后面。

从液晶显示面板60出射的光不具有平行于x₀轴向的传播方向(水平方向)。通过液晶显示面板60的光利用安置在液晶显示面板60的光出射侧的偏振器61a相对于x₂轴水平地传播。

用于划分像素和位移像素的光学***包括，沿着x₃轴的第一双折射板62a，沿着与x₄轴有一定倾角θ的x₄′轴的第二双折射板62b，以及沿着x₅轴的第三双折射板62c。六个轴x₀至x₅均是相同的水平x轴，即，x₀＝x₁＝x₂＝x₃＝x₄＝x₅。

偏振器61c具有45°倾角的偏振轴，在第一双折射板62a之前具有相同的光量分布，于是具有与图22所示的投射型显示装置相同的效果。

偏振器61c可以用一个λ/4或λ/2板代替。λ/4板将入射光的传播方向从线偏振变换至圆偏振，或者从圆偏振变换至线偏振。λ/2板变换线偏振的方向，从非常光变换至寻常光，或者从寻常光变换至非常光。

图26是本发明第三实施例的具有双折射板62a，62b和62c的另一个光学***例子的示意图，其中，安置在液晶显示面板的光出射侧的偏振器是水平定位的，偏振器61c位于第二和第三双折射62b和62c之间。

从液晶显示面板60出射的光其传播方向不是平行于x₀轴(水平方向)。通过液晶显示面板60的光由安置在液晶显示面板60的光出射侧上的偏振器使其沿着x₁轴向传播。

用于分划像素并位移像素的光学***包括，沿着相对于x₂轴(水平方向)有一定角度θ倾斜的x₂′的第一双折射板62a，沿着x₃轴(水平方向)的第二双折射板62b，以及沿着x₅轴(水平方向)的第三双折射板62c。

偏振器61c有一个45°角的偏振轴，在第三双折射板62c之前，具有相同的光量分布，由此具有与图25的投射型图像显示装置相同的效果。六个轴x₀至x₅均是相同的x轴，即，x₀＝x₁＝x₂＝x₃＝x₄＝x₅。用于旋转传播方向的偏振器61c可以用λ/4或λ/2板替代。

图27是本发明第三实施例的又一个具有双折射板62a，62b和62c的光学***例子的示意图，其中，安置在液晶显示面板的光出射侧的偏振器被水平定位。用于分划和位移像素的光学***包括，相对于x₂轴(水平方向)以一定倾角θ定位的第一双折射板62a，第二双折射板62b沿着x₃轴(水平方向)，第三双折射板62c相对于x₄轴(水平方向)有一定的倾角θ。五个轴x₀至x₄均是水平x轴，即，x₀＝x₁＝x₂＝x₃＝x₄。

在本实施例中，光的分划和位移是依据上述相同的原理进行。光通过第三双折射板62c的状态如图28所示。参见图28，标号84，85和86分别指由第一，第二和第三双折射板62a，62b和62c分划和位移的重叠像素。通过调整双折射板的厚度，在不影响分辨率的情况下加宽有效通路，来使分划和位移的量是可调节的。根据第三实施例，由重叠部分使上述通路加宽约六倍。

如上所述，每个双折射板的厚度和晶体光轴在原始像素被分划和位移至相同颜色的相邻像素之间的不同颜色的像素位置之前被合适的调整，由此，像素的数目可增加八倍。

根据第一，第二和第三实施例，使用一个液晶显示面板作为显示器，通过控制单位像素内的透过光量来产生一个图像。一个DMD投影器可用于由控制单位像素内的反射光的量来形成图像。为了通过控制单位像素内荷电等离子体的量来产生图像，可以使用PDP，另，FED可用于控制在单位像素内，由于电子发射与屏碰撞的光的强度，从而形成图像。对于一个平的显示面板，可以用PDP，FED和DMD面板来代替液晶显示面板，不需考虑滤色器的图型，例如三角形或线条型。

从上可见，本发明的图像显示装置可得出如下某些实际结果。

形成在平的显示面板上的图像的像素可用幅度划分方法予以划分，并位移一个大于至少一个像素周期的距离。由此，使像素的数目增加一定的倍数，以消除由于其它的颜色像素所引起的不透明区，从而提高图像的质量。

至少使用一个双折射板来代替多面光学装置，例如多平面板，多面棱镜等引起有效光散射的装置，对像素进行分划和位移。这样做有可能阻止由于光的散射造成的对比度下降，从而提高图像的质量。

由于重叠像素被位移至离开原始像素的其它位置，使像素的数目增加，使用者可在较近的距离处观看屏上的图像。

由于操作独立于其它光学***的双折射板安置在靠***的显示面板处，所以安装该***和组合安装均是很灵活的。

本领域的技术人员将明白，本发明的图像显示装置的各种修改和变动可以在不偏离本发明的精神或范围的情况下作出。于是，任何对本发明范围内的修改和变动均落入权利要求书和他们的等同的替代的范围内。

Claims

1.一种图像显示装置，该装置有选择地将入射光投射至一屏上产生一个放大的图像，图像显示装置包括：

一光源；

图像形成装置，利用光源产生的入射光形成该图像；

光学装置，位于图像形成装置和屏之间的光轴上，用于将由图像形成装置形成的图像的像素划分为重叠像素，并将其位移到独立于原始像素的其它位置。

2.如权利要求1的图像显示装置，还包括一个投射装置，用于将图像放大并投射在屏上，用光学装置划分和位移图像的像素。

3.如权利要求1的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中透射光的量形成图像。

4.如权利要求1的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中反射光的量形成图像。

5.如权利要求1的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中荷电等离子体的量形成图像。

6.如权利要求1的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中由于电子发射与屏碰撞的光的强度形成图像。

7.如权利要求1的图像显示装置，其中，图像形成装置包括一个偏振器，用于将光的传播方向变换成相对于地面的水平和垂直分量。

8.如权利要求7的图像显示装置，其中，偏振器相对于光学装置的晶体光轴具有以45°倾斜角定位的偏振轴。

9.如权利要求1的图像显示装置，其中，任一个由图像形成装置产生的光的水平和垂直分量通过光学装置显示一个原始图像，而另一分量由光学装置折射，显示一个重叠图像。

10.如权利要求1的图像显示装置，其中，光学装置是一平板。

11.如权利要求10的图像显示装置，其中，所述平板是由呈现双折射的材料制成。

12.如权利要求10的图像显示装置，其中，至少提供一个平板。

13.如权利要求1的图像显示装置，其中，光学装置位移重叠像素一个3/2Px的距离(Px是像素在平的显示面板上的水平间距)。

14.一种图像显示装置，该装置有选择地将入射光投射到屏上产生一个放大的图像，该装置包括：

一光源；

图像形成装置，用于利用光源产生的入射光形成该图像；

光学装置，位于图像形成装置和屏之间的光轴上，用于将图像形成装置形成的图像的像素划分成重叠像素，并使其位移在相同色的相邻像素间具有其它色的像素的位置。

15.如权利要求14的图像显示装置，还包括一个投射装置，用于将图像放大和投射到屏上，用光学装置对图像的像素进行划分和位移。

16.如权利要求14的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中透射光的量形成图像。

17.如权利要求14的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中反射光的量形成图像。

18.如权利要求14的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制单位像素中荷电等离子体的量形成图像。

19.如权利要求14的图像显示装置，其中，图像形成装置利用控制在单位像素中由于电子发射，光与屏碰撞的强度形成图像。

20.如权利要求14的图像显示装置，其中，图像形成装置包括一偏振器，用于将光的偏转方向相对于地变换成水平和垂直的分量。

21.如权利要求20的图像显示装置，其中，偏振器有一个相对于光学装置的晶体光轴成45°倾角位置的偏振轴。

22.如权利要求14的图像显示装置，其中，从图像形成装置产生的垂直和水平的分量的任一个通过光学装置显示一原始图像，而另一个分量由光学装置折射显示一重叠图像。

23.如权利要求14的图像显示装置，其中，光学装置是一个平板。

24.如权利要求23的图像显示装置，其中，所述平板是由呈现双折射性能的材料制成。

25.如权利要求23的图像显示装置，其中，至少提供一个平板。

26.如权利要求14的图像显示装置，其中，光学装置位移重叠像素3/2Px的距离(Px是平的显示面板上像素的水平间距)。

27.一种图像显示装置，该装置有选择地将入射光投射到屏上，产生一个放大的图像，图像显示装置包括：

一光源；

图像形成装置，用于利用光源产生的入射光形成由像素构成的该图像；

光学装置，位于图像形成装置和屏之间的光轴上，用于将由图像形成装置形成的图像的像素分划，并位移3/2Px的距离(Px是平显示面板上像素的水平间距)。

28.如权利要求27的图像显示装置，其中，从图像形成装置产生的光的水平和垂直分量的任一个通过光学装置显示原始图像，而另一分量由光学装置折射，显示重叠图像。

29.如权利要求27的图像显示装置，其中，光学装置是一个平板。

30.如权利要求29的图像显示装置，其中，所述平板是由呈现双折射性能的材料制成。

31.如权利要求29的图像显示装置，其中，至少提供一个平板。

32.一种图像显示装置，该装置有选择地将入射光投射到屏上，产生一个放大的图像，图像显示装置包括：

一个光源；

图像形成装置，用于利用光源产生的入射光形成由像素构成的图像；

偏振器，用于将从图像形成装置产生的图像传播方向变换成相对于地面的水平和垂直分量；

光学装置，位于偏振装置和屏之间的光轴上，用于将由图像形成装置形成的图像的像素划分成重叠像素，并将其位移一个大于像素的周期的距离；

图像放大装置，用于放大从光学装置产生的由原始和重叠像素形成的图像，并把图像投射到屏幕上。

33.如权利要求32的图像显示装置，其中，图像形成装置通过控制单位像素中透射光的量形成图像。

34.如权利要求32的图像显示装置，其中，图像形成装置通过控制单位像素中反射光的量形成图像。

35.如权利要求32的图像显示装置，其中，图像形成装置通过控制单位像素中荷电等离子体的量形成图像。

36.如权利要求32的图像显示装置，其中，图像形成装置通过控制单位像素中由于电子发射引起光与屏的碰撞的强度形成图像。

37.如权利要求32的图像显示装置，其中，光学装置位移重叠像素3/2Px距离(Px是平的显示面板上像素的水平间距离)。

38.如权利要求32的图像显示装置，其中，光学装置包括依次序设置的第一和第二双折射板，该双折射板是平板。

39.如权利要求38的图像显示装置，其中，每个第一和第二双折射板具有晶体光轴，该光轴相应于从偏振装置产生的光的传播方向。

40.如权利要求38的图像显示装置，其中，如果偏振装置其偏振轴相对于水平方向有45°倾角，则第一双折射板的晶体光轴定位在水平方向，而第二双折射板的晶体光轴相对于水平方向具有一定的倾角。

41.如权利要求38的图像显示装置，其中，如果偏振装置具有水平方向的偏振轴，则第一双折射板的晶体光轴相对于水平方向具有一定的倾角，而第二双折射板的晶体光轴位于水平方向。

42.如权利要求32的图像显示装置，其中，光学装置包括：依次序设置的第一，第二和第三双折射板，这些双折射板是平板。

43.如权利要求42的图像显示装置，其中，每一个第一、第二和第三双折射板有一个相应于从偏振装置产生的光的传播方向的晶体光轴。

44.如权利要求42的图像显示装置，还包括一个偏振器，用于变换从图像形成装置产生的光，并通过双折射板有一个相应于双折射板的晶体光轴成适当角度的传播方向。

45.如权利要求42的图像显示装置，其中，如果偏振装置的偏振轴相对于水平方向成45°倾角，则第一和第三双折射板的晶体光轴定位于水平方向，而第二双折射板的晶体光轴相对于水平方向具有一定的倾角。

46.如权利要求42的图像显示装置，还包括一个位于偏振装置和第一双折射板之间的光轴上，在偏振装置的偏振轴定位在水平方向上时，偏振器相对于水平方向具有成45°倾角的偏振轴。

47.如权利要求46的图像显示装置，其中，偏振器可由λ/4板来代替。

48.如权利要求46的图像显示装置，其中，偏振器可由λ/2板来代替。

49.如权利要求46的图像显示装置，其中，第一和第三双折射板的晶体光轴定位于水平方向，而第二双折射板的晶体光轴相对于水平方向有一定的倾角。

50.如权利要求42的图像显示装置，还包括一个位于第二和第三双折射板之间的光轴上的偏振器，该偏振器在第二和第三双折射板的晶体光轴定位在水平方向上时相对于水平方向具有45°倾角的偏振轴。

51.如权利要求50的图像显示装置，其中，偏振器可用λ/4板来替代。

52.如权利要求50的图像显示装置，其中，偏振器可用λ/2板来替代。

53.如权利要求50的图像显示装置，其中，第一双折射板的晶体光轴相对于水平方向以一定的倾角定位，而第二和第三双折射板的晶体光轴是在水平方向内。

54.如权利要求42的图像显示装置，其中，如果偏振装置的偏振轴位于水平方向，则第一和第三双折射板的晶体光轴相对于水平方向成一定的倾角，而第二双折射板的晶体光轴位于水平方向。