CN1482487A - 彩色投影显示装置 - Google Patents

Abstract

一种主动发光型彩色投影显示装置，它由显示器件、投影光学***、投影空间和彩色发光投影屏幕组成。显示器件包括DMD、LCD、LCoS和TMA等。当显示器件上产生的三种具有不同光谱的光图像被投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发其上的红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像，产生彩色图像，实现彩色显示。这种装置具有视角大、对比度高、图像清晰、结构简单和成本低等优点。

Description

彩色投影显示装置

本发明是关于彩色投影显示装置的改进。

随着HDTV和计算机终端显示的发展，彩色投影显示技术及其装置正在发挥重要的作用，它不仅广泛用于投影电视，而且可以用于台式监视器。目前主要的彩色投影显示方式有CRT(投影管)式、LCD(液晶显示)式和DMD(数字微镜器件)式。其中显示器件可以仅由一个彩色显示器件或红、绿、蓝三个单色显示器件或者一组彩色显示器件或数组红、绿、蓝单色显示器件所构成。CRT式分为单管式和三管式，目前全采用三管式。LCD式分为单屏式和三屏式，另外还有双屏式，LCD包括透射式LCD和反射式LCD(LCoS)。DMD式分为单DMD式和三DMD式，还有双DMD式。彩色投影显示又分为前投式和背投式，在前投式中光投射到屏幕上，经屏幕反射后照射在人眼上，而在背投式中光透过屏幕后照射在人眼上。

但现有的彩色投影显示装置存在以下缺点：(1)视角小，(2)在前投式中图像对比度较差，(3)在背投式中投影屏幕的结构比较复杂，成本高。

本发明的目的在于克服现有彩色投影显示装置中存在的上述缺点。为实现这一目的，本发明采取下列方法：1.将非发光的投影屏幕替换为涂敷有红、绿、蓝色荧光粉的投影屏幕，即彩色发光投影屏幕。2.将显示红、绿、蓝色发光图像的显示器件替换为显示三种具有不同光谱(E1，E2，E3)的光图像的显示器件，当这三种光图像投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像，实现彩色显示。

下面进行详细说明。

彩色投影显示装置是利用投影光学***和投影空间将由信息调制的彩色发光图像放大并显示在投影屏幕上的装置。彩色显示投影装置通常由显示发光图像的显示器件、投影光学***、投影空间和投影屏幕组成。投影屏幕的作用是提供一个光学传输表面，使显示器件上发光图像经投影光学***投射在投影屏幕上，形成图像，并经反射或透射后，投射到人眼上。由于人眼是在投影屏幕上观看图像，观看投影屏幕上图像的最佳视角范围受到限制，即对着屏幕观看图像时最亮和最清晰，随着视角增加，图像逐渐变暗和模糊。

前投式彩色投影显示装置容易得到更大的图像，并且通过调整显示器件和屏幕之间的距离，容易改变显示图像的大小，但由于在前投式中人眼接受的是屏幕反射光，外界光线也在屏幕上反射，图像对比度受环境光影响很大，观看房间必须很暗。

背投式彩色投影显示装置即使在明亮的环境下，图像对比度仍较好。但为了扩大视角范围，投影屏幕的结构比较复杂。投影屏幕通常由三种光学微结构，即菲涅尔透镜、柱面镜和黑条纹组成。菲涅尔透镜的作用是将投影光变成平行光，柱面镜的作用是使投影光在水平方向和垂直方向上光能分布均匀，黑条纹的作用是提高对比度。菲涅尔透镜等对模具精度和加工性要求很严格，因此制造成本高，工艺复杂。

为了克服现有的彩色投影显示装置中存在的上述缺点，本发明者提出一类彩色投影显示装置，它由显示器件、投影光学***、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，在显示器件上产生三种具有不同光谱(E1，E2，E3)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷具有不同激发特性的红、绿、蓝色荧光粉，第一种光谱(E1)的光激发红粉发出红光，第二种光谱(E2)的光激发绿粉发出绿光，第三种光谱(E3)的光激发蓝粉发出蓝光，当显示器件上产生的三种具有不同光谱(E1、E2、E3)的光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像而形成彩色图像，实现彩色显示。本发明者还提出一类彩色投影显示装置，它仍由显示器件、投影光学***、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，但在显示器件上产生两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷两种具有不同激发特性和不同发光颜色的荧光粉(P1，P2)，两种荧光粉(P1，P2)为红、绿粉或红、蓝绿粉或黄、蓝粉或绿、品红粉等，第一种光谱(E1)的光激发其中一种荧光粉(P1)发光，第二种光谱(E2)的光激发另一种荧光粉(P2)发光，当显示器件上产生的两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发荧光粉(P1，P2)，各自转换为不同颜色的图像而形成多色图像，实现多色显示。因此本发明的彩色投影显示装置的关键是选择显示器件上产生的光图像的光谱和涂敷在彩色发光投影屏幕上的荧光粉，光图像的光谱决定于光源和分光***。

彩色发光投影屏幕的主要作用是根据光致发光原理进行发光颜色转换。按照光致发光的基本原理，发射光子的能量一般要小于或等于激发光子的能量，也就是说，发光颜色不变或移向长波，这就是斯托克斯定律。例如在中波、长波紫外光或者紫光激发下，荧光粉可发出蓝、绿、红光；在蓝光激发下，荧光粉可发出绿、红光；在绿光激发下，荧光粉可发出红光。

荧光粉的最基本特性是发光亮度、发光颜色、余辉以及激发特性。在不同的激发光谱下，不同荧光粉的发光亮度有很大的区别。例如Y₂O₃:Eu在200～265nm波长范围的光激发下可发出很强的红光，而在大于280nm波长的光激发下只能发出十分弱的红光。SrGa₂S₄:Eu在365nm左右波长的光激发下可发出很强的绿光，而在254nm左右波长的光激发下只能发出十分弱的绿光。4Mg(O，F₂).GeO₂:Mn在365nm左右波长的光激发下发出很强的红光，而在254nm左右波长的光激发下发出较弱的红光。Zn₂SiO₄:Mn正好相反，它在254nm左右波长的光激发下发出很强的绿光，而在365nm左右波长的光激发下只能发出很弱的绿光。Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce、Y₃Al₅O₁₂:Ce在455nm左右波长的光激发下分别发出强的绿、黄光，在270～320nm和360～405nm波长范围的光激发下发光很弱。(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu)在200～420nm波长范围的光激发下均能发出强的蓝光，甚至在440nm波长的光激发下也可发光。Y₂O₂S:Eu在200～380nm波长范围的光激发下发出强的红光，在大于400nm波长的光激发下发光很弱。

如果将具有不同激发特性的荧光粉涂敷在投影屏幕上，即形成彩色发光投影屏幕，就可以通过它把投射到彩色发光投影屏幕上具有不同光谱的光图像转换成彩色图像，从而解决现有彩色投影显示装置中存在的视角小、前投式中图像对比度差和投影屏幕的结构比较复杂、成本高等问题。

例如彩色发光投影屏幕的发光层由红粉Y₂O₂S:Eu和绿粉Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce组成，显示器件由铟-铁灯、分光***、驱动电路和两个SLM组成。在分光***的作用下，铟-铁灯发出的光分光为450nm的蓝光和370nm左右的紫外光，其中450nm的蓝光照射在一个空间光调制器(SLM)上，在绿色信号调制下，在SLM上产生隐含绿色图像的蓝光图像，370nm左右的紫外光照射在另一个SLM上，在红色信号的调制下，在SLM上产生隐含红色图像的紫外光图像。当蓝光图像和紫外光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，蓝光图像的光激发Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce，蓝光图像转换为绿色图像，紫外光图像的光激发Y₂O₂S:Eu，紫外光图像转换为红色图像，这样绿色图像和红色图像合成多色图像，实现多色显示。

分光***可用滤色轮代替，此时仅用一个SLM。在滤色轮上分成蓝色滤光区域和紫外色滤光区域。铟-铁灯发出的光在通过高速旋转的滤色轮时依次形成450nm和370nm左右的光，并顺序照射在SLM上。当450nm的光照射在SLM上时，在绿色信号的调制下，在SLM上产生隐含绿色图像的蓝光图像，当370nm左右的光照射在SLM上时，在红色信号的调制下，在SLM上产生隐含红色图像的紫外光图像。因此它们同样地可在彩色发光投影屏幕上形成多色图像。

滤色轮还可用光轮代替，例如光源为铁灯，在光轮上分成紫外光透过区域和蓝色发光区域，在蓝色发光区域上涂敷蓝粉(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu(λm＝452nm)。当铁灯发出的370nm左右的光照射在高速旋转的光轮上时，依次通过紫外光透过区域和蓝色发光区域，在通过蓝色发光区域时，它激发蓝粉，产生蓝光。因此同样可顺序形成λm＝452nm的蓝光和370nm左右的紫外光，但是可显著提高亮度。

为了实现彩色显示，必须在彩色发光投影屏幕上涂敷红、绿、蓝三种荧光粉，例如彩色发光投影屏幕的发光层由两层发光层组成，第一层由红粉Na₅Eu(WO₄)₄和绿粉LiSr₂YO₄:Tb组成，第二层由蓝粉(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu组成。显示器件由光源、分光***、驱动电路和三个SLM组成，光源为铅-镁灯。

LiSr₂YO₄:Tb在340～365nm波长范围的光激发下发出强的绿光，而在380nm～390nm波长范围的光激发下只能发出较弱的绿光，在大于397nm波长的光激发下完全不发光。Na₅Eu(WO₄)₄在340～365nm波长范围的光激发下发出很弱的红光，而在382nm左右波长的光激发下发出强的红光，在405、436nm波长的光激发下发光较弱。

在分光***的作用下，铅-镁灯发出的光分光为340～361波长范围、382～384波长范围以及405、436nm的光，其中340～361nm波长范围的紫外光(S)照射在第一个SLM上，在绿色信号的调制下，在第一个SLM上产生隐含绿色图像的紫外光(S)图像，382～384nm波长范围的紫外光(L)照射在第二个SLM上，在红色信号的调制下，在第二个SLM上产生隐含红色图像的紫外光(L)图像，而405、436nm的紫光照射在第三个SLM上，在蓝色信号的调制下，在第三个SLM上产生隐含蓝色图像的紫光图像。当这三个光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，紫外光(S)图像中的340～361nm波长范围的紫外光激发第一发光层上LiSr₂YO₄:Tb，紫外光(S)图像转换为绿色图像，紫外光(L)图像中的382～384nm波长范围的紫外光激发第一发光层上Na₅Eu(WO₄)₄，紫外光(L)图像转换为红色图像，紫光图像中的405、436nm波长的光通过第一发光层，激发第二发光层上(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu，紫光图像转换为蓝色图像。这样通过彩色发光投影屏幕就可以将紫外光(S)图像、紫外光(L)图像、紫光图像分别转换成绿、红、蓝色图像，形成全色图像，实现全色显示。

同样地分光***可以用滤色轮或光轮代替，此时仅使用一个SLM。也可并用分光***和滤色轮或光轮，此时使用两个SLM。

按照显示器件的不同结构，本发明的彩色投影显示装置具体地可分为5种：

(1)显示器件由光源、滤色轮或光轮、驱动电路和一个SLM组成，在滤色轮或光轮的分色作用下，光源发出的光依次形成两种不同光谱的光，并顺序照射在SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上顺序产生两种具有不同光谱的光图像。

(2)显示器件由光源、滤色轮或光轮、驱动电路和一个SLM组成，在滤色轮或光轮的分色作用下，光源发出的光依次形成三种不同光谱的光，并顺序照射在SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上顺序产生三种具有不同光谱的光图像。

(3)显示器件由光源、分光***、驱动电路和两个SLM组成，在分光***作用下，光源发出的光分光为两种不同光谱的光，并分别照射在两个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上分别产生两种具有不同光谱的光图像。

(4)显示器件由光源、分光***、驱动电路和三个SLM组成，在分光***作用下，光源发出的光分光为三种不同光谱的光，并分别照射在三个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上分别产生三种具有不同光谱的光图像。

(5)显示器件由光源、分光***和滤色轮或光轮、驱动电路和两个SLM组成，在分光***和滤色轮或光轮的分色作用下，光源发出的光分光为三种不同光谱的光，其中一种光谱的光照射在一个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上产生该光谱的光图像，另外两种光谱的光顺序照射在另一个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上顺序产生另外两种光谱的光图像。

光源可采用金属卤化物灯，特别是紫外金属卤化物灯和紫色金属卤化物灯，例如锑、铋、锆、锡、锌、铅、铁灯，它们有各种不同波长的紫外光，镓灯则有403、417nm波长的紫光，铟灯则有450nm波长的蓝光。根据不同需要，可以采用含有数种金属的金属卤化物灯，例如铅-镁灯、铟-铁灯等。在各种金属卤化物灯中一般含有汞，因此在灯中往往还有365、405、436nm波长的紫光。除了金属卤化物灯外，还可采用高压汞灯或超高压汞灯，因为它们的光谱中也有各种紫外光、紫光，例如297、313、365、405、436nm等波长的光。

显示器件中的SLM可采用DMD或LCD或TMA，LCD包括透射式LCD、反射式LCD(LCoS)等。

彩色发光投影屏幕制造工艺简单，可以通过印刷法、喷涂法等方法将荧光粉涂敷在玻璃、塑料、有机玻璃等上。彩色发光投影屏幕上红、绿、蓝色荧光粉可涂敷成一层，也可涂敷成多层，彩色发光投影屏幕可以是透射式，也可以是反射式，前者用于背投式，后者用于前投式彩色投影显示装置。为了提高亮度和色纯，在荧光粉层上可设置干涉滤光层、反射层或UV吸收层。

从以上分析可知：本发明的彩色投影显示装置由于采用了彩色发光投影屏幕，即主动发光的投影屏幕，当彩色发光投影屏幕上荧光粉受到激发而发光时，光线向各个方向传播，视角不再受到限制，视角问题彻底解决，彩色图像的质量获得了很大的改善。

在前投式彩色投影显示装置中外来的可见光线透过玻璃(或塑料等)而进入发光层中，再被反射层反射之后，第二次透过玻璃(或塑料等)而到达人眼，而在彩色发光投影屏幕上彩色图像中红、绿、蓝光仅透过玻璃(或塑料等)一次而到达人眼，因此可通过降低玻璃(或塑料等)透过率而减小外来可见光线的影响，提高对比度，这与彩色显像管中通过降低玻屏透过率以提高对比度的原理是一样的。

在LCD式彩色投影显示装置中，液晶屏由偏振片、液晶等材料组成，偏振片、液晶都是高分子材料，它们在紫外线作用下容易产生老化，性能改变，因此光源应采用紫色光源或波长较长的紫外光源。而在DMD或TMA式彩色投影显示装置中，紫外线对DMD或TMA的影响较小，根据需要光源可适当采用波长较短的紫外光源。但波长较短的紫外光对人眼会造成伤害，可在光源的最前面增加一个紫外滤色片，将这种紫外光滤掉。光图像的光谱一般位于中紫外(200～320nm)至蓝色(430～480nm)区域，更好是位于280～470nm区域，最好是位于360～460nm区域。

在以上说明中应注意：在用第一、第二、第三种光谱(E1、E2、E3)的光分别激发彩色发光投影屏幕上红、绿、蓝粉等进行描述时，往往是指光谱E1、E2、E3的光分别主要激发彩色发光投影屏幕上红、绿、蓝粉，即它们对其它的荧光粉也会有所激发，不过发光较弱，最后合成的光仍然分别是红、绿、蓝色。

图1～图6是本发明的彩色投影显示装置，在图1(a)～6(a)中La表示光源，FW、LW分别表示滤色轮、光轮，M和M1、M2、M3分别表示SLM和第一、第二、第三SLM，TIR表示全反射棱镜，CSP表示分色棱镜，O表示聚光***，PL表示投影透镜，PS表示投影空间，S表示彩色发光投影屏幕。在图5(a)～6(a)中PBS表示偏振分光器，RM和RM1、RM2分别表示反射镜和第一、第二反射镜，DM1、DM2、DM3、DM4分别表示第一、第二、第三、第四分色镜，IR表示红外-紫外滤色片。在图1(b)～6(b)中P1、P2分别表示前、后衬底，L和L1、L2分别表示发光层和第一、第二发光层，Re表示反射层，Ab表示吸收层，IF表示干涉滤光层。

下面以实例具体说明。

实例1

图1是前投式彩色投影显示装置。在图1中La是铁灯，LW是光轮，O是聚光***，TIR是内反射棱镜，M是DMD，PL是投影透镜，PS是投影空间，S是彩色发光投影屏幕。在光轮上分成紫外光透过区域和蓝色发光区域，在蓝色发光区域上涂敷蓝粉(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu(λm＝452nm)。S由前塑料板P1、后塑料板P2、发光层L和反射层Re组成。L由绿粉Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce和红粉Y₂O₂S:Eu组成。当铁灯发出的370nm左右的紫外光照射在高速旋转的光轮上时，它依次通过紫外光透过区域和蓝色发光区域，在通过蓝色发光区域时，它激发蓝粉，产生蓝光。当370nm左右的紫外光照射在M上时，在红色信号的调制下，在M上产生隐含红色图像的紫外光图像。当λm＝450nm的蓝光照射在M上时，在绿色信号的调制下，在SLM上产生隐含绿色图像的蓝光图像。当紫外光图像和蓝光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，紫外光图像的光激发Y₂O₂S:Eu，紫外光图像转换为红色图像，蓝光图像的光激发Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce，蓝光图像转换为绿色图像，这样绿色图像和红色图像合成多色图像，实现多色显示。

实例2

在图2中La是铁-铟灯，CSP是分色棱镜，M1、M2是反射式LCD，其余同实例1。在CSP的作用下，铟-铁灯发出的光分光为450nm的蓝光和370nm左右的紫外光，其中450nm的蓝光照射在M1上，在绿色信号的调制下，在M1上产生隐含绿色图像的蓝光图像，370nm左右的紫外光照射在M2上，在红色信号的调制下，在M2上产生隐含红色图像的紫外光图像。当蓝光图像和紫外光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，蓝光图像的光激发Y₃(Al，Ga)₅O₁₂:Ce，蓝光图像转换为绿色图像，紫外光图像的光激发Y₂O₂S:Eu，紫外光图像转换为红色图像，绿色图像和红色图像合成多色图像，实现多色显示。

实例3

图3是前投式彩色投影显示装置。在图3中La是铅-锆灯，FW是滤色轮，CSP是分色棱镜，M1、M2是DMD。在滤色轮上分成紫外光滤色区域和紫色滤光区域。彩色发光投影屏幕S由前塑料板P1、后塑料板P2、发光层L1、发光层L2、紫外吸收层Ab和反射层Re组成。L1由红粉Na₅Eu(WO₄)₄和绿粉LiSr₂YO₄:Tb组成，L2由蓝粉(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu组成。Ab的作用是吸收紫外光，消除紫外光对蓝粉的激发。Re的作用是反射全部光，提高亮度。其余同实例2。当铅-锆灯发出的光通过高速旋转的FW时，依次分光为紫光(405与436nm的光)以及紫外光(355～365和382～384nm波长范围的光)。紫光照射在M1上，在蓝色信号的调制下，在M1上产生隐含蓝色图像的紫光图像。紫外光在通过CSP时，分光为355～365nm和382～384nm波长范围的光，其中355～365nm波长范围的紫外光(S)照射在M2上，在绿色信号的调制下，在M2上产生隐含绿色图像的紫外光(S)图像，382～384nm波长范围的紫外光(L)照射在M1上，在红色信号的调制下，在M1上产生隐含红色图像的紫外光(L)图像。当此三个光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，紫外光(S)图像中355～365nm波长范围的紫外光激发第一发光层上LiSr₂YO₄:Tb，紫外光(S)图像转换为绿色图像，紫外光(L)图像中的382～384nm波长范围的紫外光激发第一发光层上的Na₅Eu(WO₄)₄，紫外光(L)图像转换为红色图像，紫光图像中的405、436nm波长的光通过第一发光层，激发第二发光层上的(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu，紫光图像转换为蓝色图像。这样通过彩色发光投影屏幕就可将紫外光(S)图像、紫外光(L)图像、紫光图像分别转换成绿、红、蓝色图像，形成全色图像，实现全色显示。

实例4

图4是背投式彩色投影显示装置。在图4中La是锡-镓灯，CSP是分色棱镜，M1、M2、M3是DMD。彩色发光投影屏幕S由前塑料板P1、后塑料板P2、发光层L1、发光层L2、紫外吸收层Ab和干涉滤光层IF组成。L1由红粉CaS:Eu和CaS:Ce组成，L2由蓝粉(Sr，Ca)₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu，IF的作用是让紫外光、紫光透过、而反射红、绿、蓝光，提高亮度。其余同实例3。CaS:Ce在315～335nm范围波长的光激发下发出强的绿光，在280～310nm波长范围和大于400nm的光激发下几乎不发光。而CaS:Eu在260～300nm范围波长的光激发下发出强的红光，在大于315nm波长的光激发下几乎不发光。

锡-镓灯工作时，发出284、286、301、318、326、403、405、417、436nm的光，当它们通过CSP时，分光为284～301nm波长范围的紫外光(S)、318～326nm波长范围的紫外光(L)和403～436nm波长范围的紫光。紫外光(S)、紫外光(L)和紫光分别照射在M1、M2、M3上，按实例3中同样的道理，在M1、M2、M3上分别产生隐含红色图像的紫外光(S)图像、隐含绿色图像的紫外光(L)图像和隐含蓝色图像的紫光图像。当此三个光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别转换为红、绿、蓝色图像，形成全色图像，实现全色显示。

实例5

图5是背投式彩色投影显示装置。在图5中La是铅-锆灯，DM1、DM2、DM3、DM4是分色镜，RM1、RM2是反射镜，IR是红外-紫外滤色片，它将光源产生的红外和355nm以下波长的紫外光滤掉。M1、M2、M3是LCD，彩色发光投影屏幕S的结构同实例4，其中L1、L2的组成和其余同实例3。当铅-锆灯发出的光照射在DM1时，其中355～365nm波长范围的紫外光(S)被反射，再经RM2投射在M3上，在绿色信号的调制下，在M3上产生隐含绿色图像的紫外光(S)图像。382～384nm和405～436nm波长范围的光通过DM1后，照射在DM2上，其中382～384nm波长范围的紫外光(L)被反射，投射在M2上，在红色信号的调制下，在M2上产生隐含红色图像的紫外光(L)图像。405～436nm波长范围的光通过DM2后，照射在M1上，在蓝色信号调制下，在M1上产生隐含蓝色图像的紫光图像。当此三个光图像经RM1、DM3、DM4，再经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别转换成绿、红、蓝色图像，形成全色图像，实现全色显示。

实例6

在图6中O是聚光透镜，RM是反射镜，PBS是偏振分光器，CSP是分色棱镜，M1、M2、M3是反射式LCD，其余同实例5。当铅-锆灯发出的光经RM反射后到达PBS，经PBS偏振成为s-偏振光，进入CSP，在CSP的作用下，355～365nm波长范围的紫外光(S)投射在M1上，在绿色信号的调制下，在M1上产生隐含绿色图像的紫外光(S)图像；382～384nm波长范围的紫外光(L)投射在M2上，在红色信号的调制下，在M2上产生隐含红色图像的紫外光(L)图像；405～436nm波长范围的光投射在M3上，在蓝色信号调制下，在M3上产生隐含蓝色图像的紫光图像。此三个光图像经M1、M2、M3调制后，成为p-偏振光，它们再沿s-偏振光的路径返回到PBS，最后通过PBS，经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别转换成绿、红、蓝色图像，形成全色图像，实现全色显示。

Claims (10)

1.一种彩色投影显示装置，其特征在于它由显示器件、投影光学***、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，在显示器件上产生两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷两种具有不同激发特性和不同发光颜色的荧光粉(P1，P2)，两种荧光粉(P1，P2)为红、绿粉或红、蓝绿粉或黄、蓝粉或绿、品红粉，第一种光谱(E1)的光激发其中一种荧光粉(P1)发光，第二种光谱(E2)的光激发另一种荧光粉(P2)发光，当显示器件上产生的两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发荧光粉(P1，P2)，各自转换为不同颜色的图像而形成多色图像，实现多色显示。

2.一种彩色投影显示装置，其特征在于它由显示器件、投影光学***、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，在显示器件上产生三种具有不同光谱(E1，E2，E3)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷具有不同激发特性的红、绿、蓝色荧光粉，第一种光谱(E1)的光激发红粉发出红光，第二种光谱(E2)的光激发绿粉发出绿光，第三种光谱(E3)的光激发蓝粉发出蓝光，当显示器件上产生的三种具有不同光谱(E1、E2、E3)的光图像经投影光学***、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像而形成彩色图像，实现彩色显示。

3.根据权利要求1至2中任何一项所述的彩色投影显示装置，其特征在于其显示器件由光源、滤色轮或光轮、驱动电路和一个SLM组成，在滤色轮或光轮的分色作用下，光源发出的光依次形成两种或三种不同光谱的光，并顺序照射在SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上顺序产生两种或三种具有不同光谱的光图像。

4.根据权利要求1所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件由光源、分光***、驱动电路和两个SLM组成，在分光***作用下，光源发出的光分光为两种不同光谱的光，并分别照射在两个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上分别产生两种具有不同光谱的光图像。

5.根据权利要求2所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件由光源、分光***、驱动电路和三个SLM组成，在分光***作用下，光源发出的光分光为三种不同光谱的光，并分别照射在三个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上分别产生三种具有不同光谱的光图像。

6.根据权利要求2所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件由光源、分光***和滤色轮或光轮、驱动电路和两个SLM组成，在分光***和滤色轮或光轮的分色作用下，光源发出的光分光为三种不同光谱的光，其中一种光谱的光照射在一个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上产生该光谱的光图像，另外两种光谱的光顺序照射在另一个SLM上，在驱动电路的控制下，在SLM上顺序产生另外两种光谱的光图像。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件中的SLM为DMD或LCD或LCoS或TMA。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件中的光源为金属卤化物灯或高压汞灯或超高压汞灯。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述的彩色投影显示装置，其特征在于显示器件上产生的光图像的光谱位于中紫外(200～320nm)至蓝色(430～480nm)区域，更好是位于280～470nm区域，最好是位于360～460nm区域。

10.根据权利要求1至9中任何一项所述的彩色投影显示装置，其特征在于彩色发光投影屏幕上红、绿、蓝色荧光粉可涂敷成一层，也可涂敷成多层，彩色发光投影屏幕可以是透射式，也可以是反射式，在荧光粉层上可设置反射层、干涉滤光层或UV吸收层。

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