大屏幕显示是当今显示技术发展的一个重要研究方向,而投影显示技术作为九十年代兴起的一种大屏幕显示技术,以其屏幕大、输出亮度高、图像分辨率高等优点,已逐步成为现代显示技术的主流,在各个领域中起着日益重要的作用。从实现技术和价格方面来看,近期内投影显示是实用性较强的大屏幕显示技术。论文主要分析了四种投影显示技术:CRT投影显示、LCD投影显示、LCOS投影显示和DLP投影显示,其中以LCD投影显示的应用最为广泛。本文首先分析了各类投影机的工作原理和结构,并重点介绍了LCD投影显示技术。目前的LCD投影机以三片式为主,通过比较传统式单片LCD投影机和三片式LCD投影机的性能参数,发现单片式LCD投影显示系统在造价成本、可维护性和整机的装配方面都具有较大优势,但是在投影亮度、分辨率以及光源利用率方面却有很大的缺陷。在此基础上,本文提出了一种旨在提高光源利用率与投影亮度的单片彩色LCD投影显示的设计方案。该投影方案以液晶显示器件的特点为基础,结合三片式LCD投影显示的设计结构,在投影液晶板上避免使用彩色滤光膜,从而显著地提高光源利用率和投影亮度。该方案包括了电路控制系统和光学系统两个部分。在电路控制部分中,使用QUARTUS II 6.0开发工具来完成软件设计、仿真,以DVI接口作为视频信号的输入输出接口,以FPGA作为处理视频信号的控制器,通过合理地调用FPGA片内存储单元完成了将接收到的彩色图像分离为红、绿、蓝三幅单色图像的功能。光学系统包括了分色部分和合色部分,分色部分参考了三片式LCD投影显示的光路模式,以红、绿、蓝三单色光作为投影液晶板的背光源;而在合色光学部分则提出了三种方案,分别是通过梯形棱镜合色、分色片合色和全反射合色,并使用ZEMAX模拟光路,完成光线的追迹计算与优化。通过对电路系统和光学系统的综合考虑,该投影方案具有可行性,并可有效解决单片式LCD投影显示光源寿命短、亮度低等缺陷。