专利名称：投影显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影显示装置，特别是关于一种用于显示彩色图像的投影显示装置。
背景技术：
投影显示装置是利用光学系统与投影空间将由信息控制的发光图像放大并显示于屏幕上的装置。如图1所示，是一种现有技术的用于显示彩色图像的投影显示装置100。该投影显示装置100包括一光源102，一汇聚透镜104，一色轮(Color Wheel)106，一修整透镜108，一微镜芯片110和一投影透镜组112。
该色轮106包括红色区1062、绿色区1064和蓝色区1066，该色轮106的形状为圆盘状，并以机械方法使该色轮106绕其中心高速旋转。该光源102发出的光线经汇聚透镜104汇聚后入射至该色轮106上，通过该色轮106的高速旋转使光线在短时间内多次通过不同色区而透射出不同颜色。该颜色呈周期变化的光线经该修整透镜108后变为平行光并入射至微镜芯片110上的一微镜部件1102上，该微镜部件1102接收来自处理器1104的信号而对其上的多个微镜进行每秒数千次的偏转动作，每一微镜所反射的光线通过投影透镜组112后入射至一合适位置的屏幕114上，在人眼的视觉暂留效应下，每个微镜的每秒数千次的偏转动作构成一个场序列色彩显示。
该微镜投影仪100需要通过多个微镜和色轮106的配合实现彩色图像显示，其结构较为复杂，相应导致其制程复杂，在制作上需较高成本。另外，色轮106采用机械方法保持严格的转速高速转动，容易造成显示的亮度、图像品质降低。
发明内容有鉴于此，有必要提供一种容易制作而且具较佳色彩品质的投影显示装置。
一种投影显示装置，包括一白色平面光源模组、一压电陶瓷体、一透光板和一控制器。该平面光源模组用于发出多个平行而且均匀的白色单一偏振光。该压电陶瓷体与该平面光源模组相对设置用于接收其发出的白色单一偏振光，该压电陶瓷体的两相对表面分别设置一电极阵列，该两电极阵列中的电极一一对应。该电极阵列之一面对光源模组，而且该面对光源模组的电极阵列中的各电极具有一反射面，该反射面用于将投射到其上的光线反射。该透光板置于该平面光源模组与该压电陶瓷体之间，用于将投射到其上的光线的一部分反射，并让该光线的另一部分透过。该控制器用于提供预定的电压并将该电压施加在两个对应的电极上，以改变该两个对应电极中面对平面光源模组的电极的反射面与该透光板之间的间距使某一色光产生破坏性干涉，并产生预定的待显示的色彩。
相对于现有技术，所述的投影显示装置利用压电陶瓷体被施加电压后会产生厚度变化的特性，使该压电陶瓷体面对平面光源模组的电极的反射面与透光板之间的间距改变并达到某一色彩的光的波长的四分之一或者满足该色彩的光的破坏性干涉条件，该色彩的光分别被透光板和电极反射面反射后，可以产生破坏性干涉，进而使白光输出成为其它色彩的光，实现较佳品质的彩色图像显示。该压电陶瓷体上的电极阵列可以通过微机电系统(Micro Electro-Mechanical System，MEMS)制程来完成，更易制作，容易满足大量生产的需求。
图1是一种现有技术的投影显示装置的立体示意图。
图2是本发明投影显示装置第一实施例的平面示意图。
图3是图2所示的投影显示装置中的光线产生破坏性干涉的示意图。
图4是本发明投影显示装置第二实施例的平面示意图。
图5是图4所示的投影显示装置中的光线产生破坏性干涉的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，为本发明投影显示装置的第一实施例。该投影显示装置200包括一白色平面光源模组202、一偏振光分光镜(Polarizing Beam Splitter，PBS)216、一四分之一波片(Quarter-wave Plate)218、一透光板220、一压电陶瓷体222、一控制器232和一投影镜头(Projection Lens)238。该平面光源模组202、偏振光分光镜216、四分之一波片218、透光板220和压电陶瓷体222依次沿同一轴线设置。该投影镜头238正对该偏振光分光镜216而且设置在与该轴线垂直的方向上。
该平面光源模组202包括一光源204、一反光罩206、一紫外光与红外光吸收片208、一棱镜板210、一偏振光转换元件(PSConverter)212和一准直光管(Collimator)214。该光源204用于发出白色光线L1，其可以采用灯泡、发光二极管、卤素灯或冷阴极萤光灯管。该反光罩206用于将光源204发出的白色光线L1朝该紫外光与红外光吸收片208方向反射，该反射后的光线为L2。该紫外光与红外光吸收片208、棱镜板210、偏振光转换元件212和准直光管214依次沿上述的轴线设置。该紫外光与红外光吸收片208用于阻挡紫外光与红外光，仅使可见光通过，可以避免紫外光与红外光对该投影显示装置200中的各光学元件产生不良的伤害。该棱镜板210用于均匀化投射在其上的光线L2。该偏振光转换元件212用于将通过其内的光线L2转换为单一偏振光线L3，例如P偏振光或S偏振光。该准直光管214可以采用光准直透镜等光学元件，用于使光线L3平行前进。如此，该光源模组202通过其内的上述各个光学元件的配合作用，可以发出多个平行而且均匀的白色单一偏振光线L3。
该偏振光分光镜216是由两个45度等腰直角棱镜底边粘合而成的棱镜，当偏振光线L3入射其内时，该偏振光分光镜216会让为P偏振光(或S偏振光)的偏振光线L3通过。
该四分之一波片218可以是对应一个较宽的波长范围的宽频四分之一波片，其可以将由其通过的光线L3的相位错开1/4波长，从而改变其偏振光状态，该被改变偏振光状态的光为L4。该透光板220可以采用玻璃板等透明的平板元件。
该压电陶瓷体222包括一压电陶瓷板224，该压电陶瓷板224的两相对表面分别设置有电极阵列226、230，该两电极阵列226、230中的电极一一对应。该电极阵列226、230可以通过金属镀膜的方式与该压电陶瓷板224形成一体结构。每两个对应的电极之间的压电陶瓷体222可以看作一像素。面对该平面光源模组202的电极阵列226中的各电极具有一反射面，该反射面用于将投射到其上的光线L4反射。为增加该反射面的反射率，可以在该反射面上铝膜或银膜。该控制器232用于提供预定的多个电压并将该多个电压分别施加在与多个像素对应的该压电陶瓷体222的两相对表面的电极上。该压电陶瓷板224被施加电压后即会产生厚度的变化。当然，该控制器232所提供的电压可以通过例如图1中的处理器1104提供的与待显示的图像对应的信号转换而来。
一并参照图3所示，在与一个像素对应的透光板220和电极阵列226上，一预定的电压通过上述的控制器232施加在一电极2260与2300上，该预定的电压使该像素单元对应的电极2260的反射面228与该透光板220之间的间距d1为某一色光的四分之一波长的距离。投射在透光板220内的光线L4的一部分被朝相反的方向以光线L40反射回，透过该透光板220的一部分光线L42也被朝相反的方向以光线L44反射回，由于该间距d1的存在，该光线L40与光线L44产生破坏性干涉而成为光线L5，该光线L5因没有或者减弱了上述的某一色光，从而转换成所预定显示的色彩。
再如图2所示，具有预定显示色彩的光线L5经过四分之一波片218后再次将其相位错开1/4波长，从而成为与光线L3的偏振光状态相垂直的偏振光线L6，此时，该光线L6可以被该偏振光分光镜216垂直反射成光线L7，该光线L7通过投影镜头238后入射至一合适位置的屏幕240上，实现一彩色像素的投影显示。可以理解，当所有像素单元对应的反射面分别反射光线并对不同波长的光产生破坏性干涉后，即可在整体上实现彩色图像的投影显示。
如图4所示，为本发明投影显示装置的第二实施例。该投影显示装置400包括一白色平面光源模组402、一透光板420、一压电陶瓷体422、一控制器432和一投影镜头438。该平面光源模组402、透光板420和压电陶瓷体422依次设置，而且该压电陶瓷体422与该平面光源模组402倾斜相对，也就是说，该平面光源模组402所在的轴线与该压电陶瓷体422所在平面的法线成一夹角θ。
该平面光源模组402同第一实施例中的平面光源模组202相同，其可以发出多个平行而且均匀的白色单一偏振光线L4。
该透光板420可以采用玻璃板等透明的平板元件。
该压电陶瓷体422同第一实施例中的压电陶瓷体222相同。该控制器432用于提供预定的电压并将该电压施加在与一像素对应的该压电陶瓷体422的两相对表面的电极上。
一并参照图5所示，在与一个像素单元对应的透光板420和电极4260与4300上，上述的预定的电压使该像素单元对应的电极4260的反射面428与该透光板420之间的间距d2满足以下条件d2＝cosθ.λ/4，其中λ为某一色光的波长。投射在透光板420内的光线L4的一部分被反射成光线L40，透过该透光板420的一部分光线L42被反射成光线L44，由于该间距d2的存在，该光线L40与光线L44产生破坏性干涉而成为光线L5，该光线L5因没有或者减弱了上述的某一色光，从而转换成所预定显示的色彩。
再如图4所示，该光线L5通过投影镜头438后入射至一合适位置的屏幕440上，实现彩色图像的投影显示。
相对于现有技术，上述的投影显示装置利用压电陶瓷板被施加电压后产生的厚度变化，使该压电陶瓷板面对平面光源模组的电极的反射面与透光板之间的间距达到某一色彩的光的波长的四分之一或者满足该色彩的光的破坏性干涉条件，该色彩的光分别被透光板和电极反射面反射后，产生破坏性干涉，进而使白光输出成为其它色彩的光，实现较佳品质的彩色图像显示。该压电陶瓷板上的电极阵列可以通过微机电系统制程来完成，更易制作，容易满足大量生产的需求。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的内。
权利要求
1.一种投影显示装置，其特征在于包括一白色平面光源模组，用于发出多个平行而且均匀的白色单一偏振光；一压电陶瓷体，与该平面光源模组相对设置用于接收其发出的白色单一偏振光，该压电陶瓷体的两相对表面分别设置一电极阵列，该两电极阵列中的电极一一对应，该电极阵列之一面对该平面光源模组，而且该面对平面光源模组的电极阵列中的各电极具有一反射面，该反射面用于将投射到其上的光线反射；一透光板，置于该平面光源模组与该压电陶瓷体之间，用于将投射到其上的光线的一部分反射，并让该光线的另一部分透过；和一控制器，用于提供预定的电压并将该电压施加在两个对应的电极上，以改变该两个对应电极中面对平面光源模组的电极的反射面与该透光板之间的间距使某一色光产生破坏性干涉，并产生预定的待显示的色彩。
2.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该白色平面光源模组与该压电陶瓷体正对设置，而且该平面光源模组与该透光板之间依次包括一偏振光分光镜和一四分之一波片，该四分之一波片将由其通过的光线的相位错开四分之一波长，该偏振光分光镜将经所述的反射面反射回的光线朝与该光线垂直的方向输出。
3.如权利要求2所述的投影显示装置，其特征在于进一步包括一投影镜头，该投影镜头接收由该偏振光分光镜输出的光线。
4.如权利要求2所述的投影显示装置，其特征在于该四分之一波片为宽频四分之一波片。
5.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该平面光源模组包括一光源，用于发出白色光线；一反光罩，用于将白色光线朝该压电陶瓷体方向反射；和一偏振光转换元件，用于将该反光罩反射的光线转换为所述的单一偏振光。
6.如权利要求5所述的投影显示装置，其特征在于进一步包括一棱镜板，设置在该光源与该偏振光转换元件之间；和一紫外光与红外光吸收片，设置在该光源与该棱镜板之间。
7.如权利要求6所述的投影显示装置，其特征在于进一步包括一准直光管，该准直光管设置在该偏振光转换元件与该压电陶瓷体之间。
8.如权利要求5所述的投影显示装置，其特征在于该光源是选自灯泡、发光二极管、卤素灯或冷阴极萤光灯管。
9.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该白色平面光源模组与该压电陶瓷体倾斜相对设置。
10.如权利要求9所述的投影显示装置，其特征在于进一步包括一投影镜头，该投影镜头接收经所述的反射面反射回的光线。
11.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该透光板为玻璃板。
12.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该压电陶瓷体包括设置在该电极阵列之间的压电陶瓷板。
13.如权利要求12所述的投影显示装置，其特征在于该电极阵列是通过金属镀膜的方式与该压电陶瓷板形成一体结构。
14.如权利要求1所述的投影显示装置，其特征在于该反射面上镀有铝膜或银膜。
全文摘要
本发明涉及一种投影显示装置，旨在解决现有技术的投影显示装置不易制作而且色彩品质不佳的问题。本发明的投影显示装置包括依次设置的白色平面光源模组、透光板和压电陶瓷体。该压电陶瓷体的两相对表面分别设置一电极阵列，该两电极阵列中的电极一一对应。该电极阵列之一面对光源模组，而且该面对光源模组的电极阵列中的各电极具有一反射面，该反射面用于将投射到其上的光源模组发出的白色单一偏振光反射。一控制器提供预定的电压并将该电压施加在两个对应的电极上，以改变该两个对应电极中面对平面光源模组的电极的反射面与该透光板之间的间距使某一色光产生破坏性干涉，并产生预定的显示色彩。
文档编号G03B21/20GK1945377SQ20051010020
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月7日 优先权日2005年10月7日
发明者张仁淙 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司