[发明专利]一种LCOS投影显示系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及投影显示领域，尤其是涉及可进行一个或多个触点检测功能 的LCOS投影显示装置(Liquid Crystal On Silicon projection system，简称 LCOS投影显示装置)。

【背景技术】

投影显示系统可以接收来自外部视频设备的图像信号，并将放大图像投 影到显示屏上，其适于用来向大量观众介绍一些信息。一般来说，投影显示 系统包括光源、光学引擎(Light engine)、控制器和显示屏。当外部图像信 号输入投影显示系统时，所述控制器将获取所述图像的像素信息(比如颜色 和灰度)，并控制所述光学引擎内的图像部件的运行以再现或重构所述图像。 所述光学引擎内的图像部件通过组合或调制三原色图像以重构出全色图像， 之后将所述全色图像投影至所述显示屏上。

目前常用的主要有三种投影显示系统，第一种可以被称为液晶投影显示 系统(liquid-crystal-display projection display system，简称LCD投影显示 系统)。所述LCD投影显示系统包括有许多像素，每个像素都是在两透明 面板之间填充液晶而形成的。所述液晶可以作为光阀或光门，透过每个像素 的光量是由施加于该像素的液晶上的极化电压(Polarization Voltage)决定的。 通过调制这个极化电压，可以控制图像的亮度或灰度等图像参数。对于彩色 图像，从白色光源分离出的三原色光分别被引导透过三个LCD面板。基于 所述控制器获取到的像素信息，每个LCD面板显示所述图像的三原色(红、 绿和蓝)中的一种。随后，这些三原色图像在所述光学引擎中被重构或组合 为全色图像。之后，通过投影镜头(Projection lens)对所述重构图像进行校 准和放大，并直接或间接投影到显示屏上。

第二种可以被称为数字光处理投影显示系统(digital light processing  projection display system，简称DLP投影显示系统)。所述DLP投影显示 系统的核心器件为由微镜阵列组成的数字微镜器件(Digital Micromirror  Device，简称DMD)，所述微镜阵列中的每个微镜均可代表或对应图像的 一个像素。与LCD投影显示系统中的透射投影技术不同，DLP投影显示系 统采用的是反射投影技术。通过调整每个微镜的镜片角度从而可将光导入或 导出所述投影镜头，进而控制到达所述投影镜头的每个像素的光量。通过将 光源穿过旋转色轮(Color wheel)可以得到图像颜色，具体来讲，所述色轮 具有红、绿和蓝三原色，当光线通过色轮的红色部分的时候，投影出来的图 像是一幅全红色的灰度图像，蓝色和黄色同理。在色轮的快速旋转时，则可 以得到一副副三原色图像，在三原色图像被投影后，由于人眼有视觉残留的 特性，我们就可以观察到由红黄蓝三原色叠加的全彩色图像。

第三种可以被硅基液晶投影显示系统(Liquid Crystal On Silicon  projection system，简称LCOS投影显示装置)。与LCD投影显示系统的 透射投影和DLP投影系统的反射投影不同，在LCOS投影显示装置中，液 晶层设置于透明薄膜晶体管(thin-film transistor，简称TFT)层和硅半导体 层之间。所述硅半导体层具有反射表面，在光线照到LCOS器件上时，所述 液晶将工作为光阀或光门，从而控制到达其下的硅半导体反射表面的光量， 所述硅半导体反射表面则对照射到其上的光线进行反射。从某种意义上讲， LCOS投影类似于LCD投影和DLP投影的结合。

LCOS投影显示装置中的颜色原理与LCD投影显示系统中的类似。将 白色光源透过一系列波长选择分色镜或滤光器可将其分离为三原色光。这些 三原色光通过一组极化分光镜(polarized beam splitter，简称PBS)转向至 负责该原色的LCOS器件上，比如蓝色光被导入蓝色LCOS器件上，红色光 被导入红色LCOS器件上，绿色光被导入绿色LCOS器件上。所述LCOS 器件根据图像中的每个像素中定义的灰度值来调制每个像素的液晶的极化 电压，并反射原色图像。之后，这三原色图像在被重构或组合为全色图像， 最后，通过投影镜头对所述重构全色图像进行校准和放大，并直接或间接投 影到显示屏上。