專利名稱：微型液晶投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及投影機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種微型液晶投影機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，硅基液晶微投影(LCoS)因其具有高分辨率、高清晰度、大屏幕、便攜性等優(yōu)點(diǎn)，成為一種極受歡迎的投影顯示方式。廣泛應(yīng)用于多媒體教學(xué)、家庭影院、會(huì)議演示，甚 至在軍事指揮中都有一定的應(yīng)用。因?yàn)橐壕队氨仨氃谄窆庹丈湎虏拍軐?shí)現(xiàn)正常的投影功能。要產(chǎn)生偏振光，方法就是在顯示器的光路中加入偏振產(chǎn)生裝置，如偏振片，偏振分光棱鏡等，使自然光中的某個(gè)振動(dòng)方向的偏振光可以通過(guò)，另一個(gè)方向的偏振光則被吸收或反射到其它方向。這樣，對(duì)于一個(gè)自然光源來(lái)說(shuō)，只有自然光源一半的偏振光能得到利用，另一半自然光源不能在投影顯示中得到應(yīng)用，這無(wú)疑會(huì)大幅度降低光源的利用效率，從而影響投影顯示的亮度和投影性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，光源利用效率和輸出效率均高，投影亮度高，投影性能可靠的微型液晶投影機(jī)。為達(dá)到上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型提供了一種微型液晶投影機(jī)，包括投影機(jī)光源、光源準(zhǔn)直系統(tǒng)、勻光系統(tǒng)、偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、硅基液晶顯示器組件和投影鏡頭系統(tǒng)；其中，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)用于將從勻光系統(tǒng)出射的平行光束轉(zhuǎn)化為偏振光并且把無(wú)用偏振方向的偏振光轉(zhuǎn)化為可以使用的偏振光，具體包括沿光路設(shè)置的透-反式偏振光分光鏡、二分之一玻片和反射鏡。上述技術(shù)方案中，勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)為透-反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置,反射鏡與透-反式偏振光分光鏡平行放置，二分之一玻片放置在透-反式偏振光分光鏡和反射鏡之間并處在光束出射的位置。上述技術(shù)方案中，勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)為二分之一玻片放置在透-反式偏振光分光鏡和反射鏡中間并與入射光線垂直，且透-反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置,反射鏡與透-反式偏振光分光鏡平行放置。上述技術(shù)方案中，勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用兩片透-反式偏振光分光鏡、兩片二分之一玻片和兩片反射鏡，其中，兩片透-反式偏振光分光鏡相對(duì)垂直放置，并分別與入射光線成45度角；兩片反射鏡分別與兩片透-反式偏振光分光鏡平行放置；兩個(gè)二分之一玻片分別放置在相對(duì)放置的兩對(duì)透-反式偏振光分光鏡和反射鏡之間，并且與入射光束垂直。上述技術(shù)方案中，勻光系統(tǒng)采用復(fù)眼透鏡時(shí)，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括兩片透-反式偏振光分光鏡、一片二分之一玻片和兩片反射鏡，其中，兩片透-反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置，并相互成90度垂直，兩片反射鏡與兩片透-反式偏振光分光鏡垂直放置，二分之一玻片放置在兩片透-反式偏振光分光鏡向入射光束方向的中間并平行于入射光束方向。上述技術(shù)方案中，投影機(jī)光源為L(zhǎng)ED光源混合光源或LED白色光源，LED光源混合光源包括藍(lán)色LED光源、綠色LED光源和紅色LED光源，藍(lán)色LED光源、綠色LED光源、紅色LED光源單獨(dú)封裝的單一芯片或混合封裝。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果該微型液晶投影機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)增設(shè)偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將被廢棄掉的那部分偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)化為可以利用的偏振方向，使得這一部分的光在投影顯示中又可以得到應(yīng)用，提高了光源利用效率和輸出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。

圖I是本實(shí)用新型的微型液晶投影機(jī)第一實(shí)施例(偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一布置結(jié)構(gòu)) 示意圖；圖2是圖I的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的微型液晶投影機(jī)第一實(shí)施例偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的微型液晶投影機(jī)第一實(shí)施例偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型的微型液晶投影機(jī)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的B部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。需要理解的是，本實(shí)用新型的以下實(shí)施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各圖所示的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，這些用來(lái)限制方向的詞語(yǔ)僅僅是為了便于說(shuō)明，并不代表對(duì)本實(shí)用新型具體技術(shù)方案的限制。本實(shí)用新型的微型液晶投影機(jī)為了提高光的利用率增設(shè)了偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)PCS(Polarization conversion system),其工作原理是通過(guò)一些裝置將被廢棄掉的那部分偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)化為可以利用的偏振方向，使得這一部分的光在投影顯示中又可以得到應(yīng)用，來(lái)大幅度的提高光能利用率，從而提高投影顯示的亮度。該微型液晶投影機(jī)的具體結(jié)構(gòu)包括投影機(jī)光源、光源準(zhǔn)直系統(tǒng)、勻光系統(tǒng)、偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、硅基液晶顯示器組件和投影鏡頭系統(tǒng)。勻光系統(tǒng)可以使用光棒或復(fù)眼透鏡進(jìn)行勻光，其中，實(shí)施例一中的勻光系統(tǒng)使用光棒進(jìn)行勻光；實(shí)施例二中的勻光系統(tǒng)使用復(fù)眼透鏡進(jìn)行勻光。如圖I所示，在實(shí)施例一中，投影機(jī)光源為L(zhǎng)ED光源，提供投影機(jī)所需的光源；該LED光源為混合光源，混合光源包括藍(lán)色LED光源I、綠色LED光源2和紅色LED光源3，可以為藍(lán)色LED光源I、綠色LED光源2、紅色LED光源3單獨(dú)封裝的單一芯片，也可為三個(gè)顏色混合封裝；該LED光源也可以為L(zhǎng)ED白色光源。光源準(zhǔn)直系統(tǒng)的作用是把投影機(jī)光源發(fā)出的光收集，使得成為平行光線并向一個(gè)方向傳播，包括收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)和光源混合系統(tǒng)，其中，收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置在每個(gè)LED光源后的鏡片4、5、6。光源混合系統(tǒng)包括濾光片7和反射鏡8，將從多色LED光源發(fā)出的光束合成一束光路以便于投影的應(yīng)用。勻光系統(tǒng)的作用是使光線均勻并且光斑形狀與液晶微顯示器件的畫面形狀相符，包括沿光路順次設(shè)置的鏡片9和導(dǎo)光體光棒10。偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是把從勻光系統(tǒng)出射的平行光束轉(zhuǎn)化為偏振光并且把無(wú)用偏振方向的偏振光轉(zhuǎn)化為可以使用的偏振光，具體結(jié)構(gòu)包括透-反式偏振光分光鏡(PBS) 11、二分之一玻片12和反射鏡13，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三種元件的布置又分成三種結(jié)構(gòu)如圖2所示(箭頭代表光線傳播方向)，第一種布置結(jié)構(gòu)透-反式偏振光分光鏡11與入射光線成45度角放置,反射鏡13與透-反式偏振光分光鏡11平行放置，二分之一玻片12放置在透-反式偏振光分光鏡11和反射鏡13之間并處在光束出射的位置。這樣，當(dāng)光束通過(guò)透-反式偏振光分光鏡11時(shí)將分成透過(guò)和反射兩個(gè)部分，兩個(gè)部分具有相互相差 90度的偏振方向。透過(guò)透-反式偏振光分光鏡11的光線被反射鏡13反射出來(lái)遇到二分之一玻片12時(shí)其偏振方向轉(zhuǎn)換90度,變成與從透過(guò)透-反式偏振光分光鏡11反射出來(lái)的光束相同的偏振方向，因此實(shí)現(xiàn)了偏振光翻轉(zhuǎn)的目的。如圖3所示(箭頭代表光線傳播方向)，第二種布置結(jié)構(gòu)二分之一玻片12放置在透-反式偏振光分光鏡11和反射鏡13 (反射鏡可以采用棱鏡替代)中間并與入射光線垂直，且透-反式偏振光分光鏡11與入射光線成45度角放置,反射鏡13與透-反式偏振光分光鏡11平行放置。這樣，當(dāng)光束通過(guò)透-反式偏振光分光鏡11時(shí)將分成透過(guò)和反射兩個(gè)部分，兩個(gè)部分具有相互相差90度的偏振方向。透過(guò)透-反式偏振光分光鏡11的光線經(jīng)過(guò)二分之一玻片12時(shí)，光束的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度,變成與從透反式偏振光分光鏡11反射出的光束具有相同的偏振方向，再被反射鏡13反射出來(lái)，因此實(shí)現(xiàn)了偏振光翻轉(zhuǎn)的目的。如圖4所示(箭頭代表光線傳播方向)，第三種布置結(jié)構(gòu)采用兩片透-反式偏振光分光鏡11，兩片二分之一玻片12,兩片反射鏡13,其中兩片透-反式偏振光分光鏡11相對(duì)垂直放置，并分別與入射光線成45度角；兩片反射鏡13分別與兩片透-反式偏振光分光鏡11平行放置；兩個(gè)二分之一玻片12分別放置在相對(duì)放置的兩對(duì)透-反式偏振光分光鏡11和反射鏡13之間，并且與入射光束垂直。入射光束集中在兩片垂直放置的透-反式偏振光分光鏡投影所覆蓋的區(qū)域入射到兩片透-反式偏振光分光鏡11上，這樣每一片透-反式偏振光分光鏡都可以產(chǎn)生一束投射光和一束反射光，兩束光具有相差90度的偏振方向。當(dāng)從透-反式偏振光分光鏡11反射出的光束向其相對(duì)應(yīng)的反射鏡13傳播時(shí)遇到二分之一玻片12后,其偏振方向?qū)⑿D(zhuǎn)90度變成與投射出透-反式偏振光分光鏡的光束相同的偏振方向。再經(jīng)過(guò)反射鏡13的反射匯入從透-反式偏振光分光鏡11中投射出的光束中完成偏振光翻轉(zhuǎn)的目的。此種布置結(jié)構(gòu)可以有效的減小各種光學(xué)片使用的尺寸，更有利于投影機(jī)的微型化。硅基液晶顯示器組件的作用是對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制達(dá)到顯示信息的功能，包括場(chǎng)鏡系統(tǒng)，以及偏振光分光鏡14、娃基液晶微型顯不器15和反射鏡16。場(chǎng)鏡系統(tǒng)包括鏡片17和鏡片18。投影鏡頭系統(tǒng)19的作用是對(duì)硅基液晶顯示器件的圖像進(jìn)行放大。[0028]如圖5所示，在實(shí)施例二中，投影機(jī)光源為L(zhǎng)ED光源，提供投影機(jī)所需的光源；該LED光源為混合光源，混合光源包括藍(lán)色LED光源21、綠色LED光源22和紅色LED光源23，可以為藍(lán)色LED光源21、綠色LED光源22、紅色LED光源23單獨(dú)封裝的單一芯片，也可為三個(gè)顏色混合封裝；該LED光源也可以為白色LED光源。光源準(zhǔn)直系統(tǒng)的作用是把投影機(jī)光源發(fā)出的光收集，使得成為平行光線并向一個(gè)方向傳播，包括收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)和光源混合系統(tǒng)，其中，收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置在每個(gè)LED光源后的鏡片24、25。光源混合系統(tǒng)包括濾光片26，將從多色LED光源發(fā)出的光束合成一束光路以便于投影的應(yīng)用。如圖6所示(箭頭代表光線傳播方向)，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是把從勻光系統(tǒng)出射的平行光束轉(zhuǎn)化為偏振光并且把無(wú)用偏振方向的偏振光轉(zhuǎn)化為可以使用的偏振光，具體結(jié)構(gòu)包括兩片透-反式偏振光分光鏡(PBS) 27、一片二分之一玻片28和兩片反射鏡29,其中兩片透-反式偏振光分光鏡(PBS) 27與入射光線成45度角放置，并相互成90度垂直，兩片反射鏡29與兩片透-反式偏振光分光鏡27垂直放置,二分之一玻片28放置在兩 片透-反式偏振光分光鏡27向入射光束方向的中間并平行于入射光束方向。當(dāng)光束通過(guò)透-反式偏振光分光鏡(PBS) 27時(shí)將分成透過(guò)和反射兩個(gè)部分，兩個(gè)部分具有相互相差90度的偏振方向。當(dāng)光束入射一片透-反式偏振光分光鏡(PBS) 27上時(shí),被反射的光線先透過(guò)二分之一玻片28后期偏振方向選擇90度變成可以透過(guò)透-反式偏振光分光鏡(PBS) 27的偏振光，當(dāng)透過(guò)二分之一玻片28的光束繼續(xù)前進(jìn)時(shí)遇到另一片透-反式偏振光分光鏡(PBS)27而透過(guò)，在最后一片反射鏡29上被反射出系統(tǒng)。這樣既實(shí)現(xiàn)了偏振光轉(zhuǎn)換的功能。勻光系統(tǒng)采用復(fù)眼透鏡30的勻光系統(tǒng)，作用是使光線均勻并且光斑形狀與液晶微顯示器件的畫面形狀相符。硅基液晶顯示器組件的作用是對(duì)入射光進(jìn)行調(diào)制達(dá)到顯示信息的功能，包括場(chǎng)鏡系統(tǒng)，以及偏振光分光鏡31和娃基液晶微型顯不器32。場(chǎng)鏡系統(tǒng)包括鏡片33和鏡片34，以及反射鏡35。投影鏡頭系統(tǒng)36的作用是對(duì)硅基液晶顯示器件的圖像進(jìn)行放大。該微型液晶投影機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)增設(shè)偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將被廢棄掉的那部分偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)化為可以利用的偏振方向，使得這一部分的光在投影顯示中又可以得到應(yīng)用，提高了光源利用效率和輸出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種微型液晶投影機(jī)，其特征在于，包括投影機(jī)光源、光源準(zhǔn)直系統(tǒng)、勻光系統(tǒng)、偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、硅基液晶顯示器組件和投影鏡頭系統(tǒng)；其中，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)用于將從所述勻光系統(tǒng)出射的平行光束轉(zhuǎn)化為偏振光并且把無(wú)用偏振方向的偏振光轉(zhuǎn)化為可以使用的偏振光，具體包括沿光路設(shè)置的透-反式偏振光分光鏡、二分之一玻片和反射鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型液晶投影機(jī)，其特征在于所述勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)為所述透-反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置，所述反射鏡與透-反式偏振光分光鏡平行放置，所述ニ分之ー玻片放置在透-反式偏振光分光鏡和反射鏡之間并處在光束出射的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型液晶投影機(jī)，其特征在于所述勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)為所述二分之 一玻片放置在透-反式偏振光分光鏡和反射鏡中間并與入射光線垂直，且所述透-反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置，所述反射鏡與透-反式偏振光分光鏡平行放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型液晶投影機(jī)，其特征在于所述勻光系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置的鏡片和導(dǎo)光體光棒時(shí)，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用兩片所述透-反式偏振光分光鏡、兩片二分之ー玻片和兩片反射鏡，其中，所述兩片透-反式偏振光分光鏡相對(duì)垂直放置，并分別與入射光線成45度角；所述兩片反射鏡分別與兩片透-反式偏振光分光鏡平行放置；所述兩個(gè)二分之ー玻片分別放置在相對(duì)放置的兩對(duì)透-反式偏振光分光鏡和反射鏡之間，并且與入射光束垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型液晶投影機(jī)，其特征在于所述勻光系統(tǒng)采用復(fù)眼透鏡時(shí)，所述偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括兩片透-反式偏振光分光鏡、一片二分之ー玻片和兩片反射鏡，其中，所述兩片透反式偏振光分光鏡與入射光線成45度角放置，并相互成90度垂直，所述兩片反射鏡與兩片透-反式偏振光分光鏡垂直放置，二分之ー玻片放置在兩片透反式偏振光分光鏡向入射光束方向的中間并平行于入射光束方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的微型液晶投影機(jī)，其特征在于所述投影機(jī)光源為L(zhǎng)ED光源混合光源或LED白色光源，所述LED光源混合光源包括藍(lán)色LED光源、綠色LED光源和紅色LED光源，所述藍(lán)色LED光源、綠色LED光源、紅色LED光源單獨(dú)封裝的單ー芯片或混合封裝。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微型液晶投影機(jī)。該微型液晶投影機(jī)包括投影機(jī)光源、光源準(zhǔn)直系統(tǒng)、勻光系統(tǒng)、偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、硅基液晶顯示器組件和投影鏡頭系統(tǒng)；其中，偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)用于將從勻光系統(tǒng)出射的平行光束轉(zhuǎn)化為偏振光并且把無(wú)用偏振方向的偏振光轉(zhuǎn)化為可以使用的偏振光，具體包括沿光路設(shè)置的透-反式偏振光分光鏡、二分之一玻片和反射鏡。該微型液晶投影機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)增設(shè)偏振光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將被廢棄掉的那部分偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)化為可以利用的偏振方向，使得這一部分的光在投影顯示中又可以得到應(yīng)用，提高了光源利用效率和輸出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。
文檔編號(hào)G02B27/09GK202758164SQ20122042555
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者高志強(qiáng), 趙遠(yuǎn), 楊偉梁 申請(qǐng)人:廣景科技有限公司