[发明专利]反射式光阀调制器

说明书

本发明涉及到投影显示系统以及用于这种系统的光阀。

基于电子束寻址油膜技术的众所周知的一类投影显示装置，诸如艾多福(Eidophor)和GE光阀，提供了高质量的投影系统，在市场上是任何其他技术几乎无法匹敌的顶尖产品。然而，它们存在着油分解与阴极中毒、寿命短、极高度的系统复杂性和成本高的问题。

另一类投影显示系统利用美国专利(3676588)中所述的变形成像存储显示管(DSDT)，它利用可变形膜层和镜面实现光阀投影显示。该装置有一必要厚度的云母膜隔离开的两个真空室。云母膜不易操作与安装，且不能制成很薄以获得高分辨率。随后有IBM的单室DSDT(美国专利3858080)，这是由电子束把电荷分布图沉积到介质镜面上，此镜面紧靠附着于显示管内部面板之上的弹性体膜层。电荷分布图使镜面变形而实现光调制。该专利的缺点是：介质镜面很难制作，尤其是在可变形膜层上面制作，且不能制成如金属膜层一样薄。坚硬的镜面导致低灵敏度和低分辨率。所以存在着严重的矛盾要求：一方面，要求在可变形膜层之上的各膜层足够厚以获得良好的可变形膜层密封并与电子束隔离，但是另一方面，存在相反的要求以获得高灵敏度。

适用于电视(TV)重显和高清晰度电视(HDTV)图象的光阀所需的特性是非常渴望的。本发明力求满足全部或大部分这些要求。

根据本发明，提供了一种反射式光阀调制器，它包括一个静电控制的多层结构。此结构包含支撑第一透明可变形膜层与第二绝缘介质可变形膜层的一个透明衬底，夹在两个膜层中间有一镜面膜层，以及支撑第二膜层外侧的第三介质绝缘膜层，在第二膜层与衬底之间至少有一个膜层是导电的，第三介质膜层能够接收由一个或多个电子束产生的电荷分布图，由此在第三膜层与导电层之间产生静电力，使镜面膜层产生局部形变。

这样一种结构允许在真空电子束管内部使用诸如弹性的变形材料，这是一项通常成问题的任务。它带来电子束与变形材料(弹性体)之间的协调问题，因为第三膜层同时要提供一些所需的功能，诸如电子束轰击保护、高分辨率、密封和提高灵敏度。

根据进一步的要求，本发明建议，变形光阀显示管包括带有面向一个或多个电子枪的透明面板的外壳，其中上述光阀调制器安装在所述面板内部。特别是，面板本身可作为调制器的透时衬底。

一个实际的投影系统，例如应用于电视的系统，可能包括光源，纹影型光学系统、屏和如上所述的变形光阀显示管，其中后者由信号控制，此信号使光阀调制器调制来自光源的光，由此，光学系统就把电视型图画投影到屏上。这样一种系统可以投射图画到屏的前面或背面。

为了清楚地了解本发明的各个方面，现通过参照附图例子，对各种典型实例加以描述，其中：

图1表示根据本发明一种工作模式的光阀调制器；

图2表示另一种工作模式相同的调制器；

图3表示根据本发明另一个实施例的光阀调制器；

图4表示工作在一种投影电视系统中的变形光阀显示管；

图5表示另一个改型光阀调制器；以及

图6表示不同形式的变形光阀调制器和显示管。

第一个例子光阀调制器如图1所示，其中调制器包括两个可变形模层10，11，夹在其中间的导电反射镜面膜层12。膜层10对于被调制的光是透明的且坚固地附着在衬底13上；膜层11是介质绝缘材料制成的。介质绝缘膜层14在膜层11上部形成，且最好比膜层10、11坚硬。电荷分布图15是由电子束(eb)16沉积到绝缘膜层14上面。导电镜面膜层12构成一个电极(例如电子束管的末级阳极)，作为调制器充放电的一个参照电极，电荷分布图15与导电镜面膜层12一起建立了静电力，此静电力导致膜层10与11之间镜面膜层的形变17，形变17最好基本上是正弦位相型或衍射光栅型的，使入射光18衍射到一级或更高级光束19，例如正、负第一级，正、负第二级，…等等。依赖于一个适当的纹影光学系统(或相敏光学系统)，例如图4中所示，可以使光束19绕过纹影镜面光条和或光阑，并把一光斑投射到亮度正比于形变深度的投影屏上，而未衍射的光被镜面挡板和/或光阑所阻挡。膜层14是用来使形变集中到膜层11的镜面一侧，而减少在另一侧的形变。它还保护和密封了下面各层，免遭寻址电子束(eb)16的轰击，密封电子束室，防止下面各膜层，如膜层10与11释气。形变17最好是正弦形状的。衬底13最好是用非形变材料，诸如玻璃制成。