专利名称：结构紧凑的三片式lcos投影机光学引擎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种结构紧凑的三片式LCOS投影机光学引擎，属光 电显示的技术领域。
背景技术：
背景技术：
中有一种采用三色LED照明的LCOS投影机光学引擎， 如本发明人申请的申请号和发明名称分别为"200710042362.7"和 "三色LED照明的三片式LCOS投影机光学引擎"的中国发明专利。 所述的光学引擎采用红、绿和蓝三色LED光源作照明光源；红、 绿和蓝三色光的三个结构相同的照明系统；所述的三个照明系统以各 自的光轴互相平行的方式排列在X形合色棱镜的一側；红、绿和蓝 三色光LED的三个发光芯片安装在同一块散热板上。虽然所述的光 学引擎具有寿命长，显示图像色域宽广，饱和度高，系统中没有紫外 和红外光，散热简单，工作稳定可靠，不需要对光源进行分色，系统 结构简单，有利于降低成本的优点，但所述的三个照明系统的光轴不 在同一个平面和与投影镜头的光轴垂直，使所述的光学引擎结构松 散，体积庞大。
发明内容
本发明的目的是推出一种结构紧凑的三片式LCOS投影机光学引 擎，该光学引擎有背景技术的全部优点，却没有背景技术的缺点，整 体结构小巧，适于作掌上型投影系统的光学引擎。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，在背景技术所述的 光学引擎的基础上作以下改进，在红、绿、蓝光照明系统中引入三个 光轴转向器件和在绿光照明系统中引入光路加长结构，旨使红、绿、 蓝光照明系统各自的从LED光源至光轴转向器件部分的光轴朝逆时 针方向转动90° 、互相平行、与投影镜头的光轴平行、居同一平面
和位于投影镜头的下方，红、绿、蓝光照明系统的三个LED发光芯 片的发光面居同一平面，三个LED发光芯片可安装在同一块散热平 板上，散热系统的结构简化，所述的光学引擎的尺寸减小。
现结合附图详细说明本发明的技术方案。 一种结构紧凑的三片式 LCOS投影机光学引擎，含红光偏振分光棱镜71、绿光偏振分光棱镜 72、蓝光偏振分光棱镜73、 X形合色棱镜74，红光对比度补偿片81、 绿光对比度补偿片82、蓝光对比度补偿片83，红光LCOS显示芯片 91、绿光LCOS显示芯片92、蓝光LCOS显示芯片93，投影镜头10， 红光LEDll、绿光LED12、蓝光LED13和红、绿、蓝光照明系统2、 3、 4，红光照明系统2含红光聚光器21、红光匀光光棒22、红光中 继透镜组23和红光预起偏器24，绿光照明系统3含绿光聚光器31、 绿光匀光光棒32、绿光中继透镜组33和绿光预起偏器34,蓝光照明 系统4含蓝光聚光器41、蓝光匀光光棒42、蓝光中继透镜组43和蓝 光预起偏器44，红光聚光器21、红光匀光光棒22、红光中继透镜组 23和红光预起偏器24以它们的光轴重合的方式依次排列，绿光聚光 器31、绿光匀光光棒32、绿光中继透镜组33和绿光预起偏器34以 它们的光轴重合的方式依次排列，蓝光聚光器41、蓝光匀光光棒42、 蓝光中继透镜组43和蓝光预起偏器44以它们的光轴重合的方式依次 排列，红光LED11以其光轴与红光聚光器21的光轴重合的方式与红 光聚光器21光学耦合，绿光LED12以其光轴与绿光聚光器31的光 轴重合的方式与绿光聚光器31光学耦合，蓝光LED13以其光轴与蓝 光聚光器41的光轴重合的方式与蓝光聚光器41光学耦合，红光偏振 分光棱镜71、绿光偏振分光棱镜72、蓝光偏振分光棱镜73和X形 合色棱镜74光学耦合成传统的合色组件7，红光预起偏器24以其光 轴与红光偏振分光棱镜71的照明光入射面的光轴重合的方式与红光 偏振分光棱镜71的照明光入射面光学耦合，绿光预起偏器34以其光 轴与绿光偏振分光棱镜72的照明光入射面的光轴重合的方式与绿光 偏振分光棱镜72的照明光入射面光学耦合，蓝光预起偏器44以其光 轴与蓝光偏振分光棱镜73的照明光入射面的光轴重合的方式与蓝光偏振分光棱镜73的照明光入射面光学耦合，红光对比度补偿片81、 绿光对比度补偿片82、蓝光对比度补偿片83，红光LCOS显示芯片 91、绿光LCOS显示芯片92、蓝光LCOS显示芯片93、投影镜头10 和合色组件7 —起光学耦合成传统的LCOS图像投影光学系统，其特 征在于，红、绿和蓝光照明系统2、 3和4还分别含有使光轴朝逆时 针方向转动90°的红光光轴转向器件25、绿光光轴转向器件35和蓝 光光轴转向器件45，红光光轴转向器件25以其光轴与红光照明系统 2的光轴重合的方式放置在红光照明系统2中，绿光光轴转向器件35 以其光轴与绿光照明系统3的光轴重合的方式放置在绿光照明系统3 中，蓝光光轴转向器件45以其光轴与蓝光照明系统4的光轴重合的 方式放置在蓝光照明系统4中，红光LEDll、绿光LED12和蓝光 LED13的发光芯片安装在一块异形的散热平板上或分别安装在三块 散热平板上。
本发明的技术方案的进一步特征在于，红光光轴转向器件25、 绿光光轴转向器件35和蓝光光轴转向器件45分别放置在红光中继透 镜组23、绿光中继透镜组33和蓝光中继透镜组43中。
本发明的技术方案的进一歩特征在于，红光光轴转向器件25、 绿光光轴转向器件35和蓝光光轴转向器件45是平面反射镜。
本发明的技术方案的进一步特征在于，红光光轴转向器件25、 绿光光轴转向器件35和蓝光光轴转向器件45是棱镜。
本发明的技术方案的进一步特征在于，绿光照明系统3中还含光 路加长结构36，光路加长结构36将绿光照明系统3的光路长度增加 至使绿光LED12的发光面与红光LED11和蓝光LED13的发光面居同 一平面，红光LEDll、绿光LED12和蓝光LED13的发光芯片安装在 同一块散热平板上。
本发明的技术方案的进一步特征在于，光路加长结构36是光棒 或透镜组。
与背景技术相比，本发明有以下优点结构紧凑，系统体积小， 方便应用于小型或者掌上型投影仪中。
图1是本发明的三片式LCOS投影机光学引擎的实施例1的结构 示意图之一。
图2是本发明的三片式LCOS投影机光学引擎的实施例1的结构 示意图之二。
图1和2中未示出散热平板。
具体实施例方式
现结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案和工作原理。
实施例1除以下不同外，本实施例具有与发明内容所述的光学引 擎完全相同的结构，其结构示意图见图1和图2。所述的不同点计有 红光光轴转向器件25、绿光光轴转向器件35和蓝光光轴转向器件45 是平面反射镜；三片平面反射镜分别放置在红光中继透镜组23、绿 光中继透镜组33和蓝光中继透镜组43中；绿光照明系统3中有光路 加长结构36，光路加长结构36是光棒，该光棒将绿光照明系统3的 光路长度增加至使绿光LED12的发光面与红光LED11和蓝光LED13 的发光面居同一平面，红光LEDll、绿光LED12和蓝光LED13的发 光芯片安装在同一块散热平板上。
现以红光投射光路为例，说明本实施例的工作原理红光LEDll 发出的红光被红光聚光器21收集并将发散角压縮，从红光聚光器21 射出的红光进入红光匀光光棒22，红光匀光光棒22将红光均匀化后 从红光匀光光棒22的出射面出射，进入红光中继透镜组23，红光中 继透镜组23中的红光光轴转向器件25—平面反射镜使红光朝逆时针 方向转动90° ，经过中继透镜组23的其他部分，从中继透镜组23 射出，进入红光预起偏器24，从红光预起偏器24出射面出射的红光 入射到LCOS图像投影系统。同理，绿光和蓝光以相同的工作方式入 射到LCOS图像投影系统。红，绿和蓝三色光经过LCOS图像投影系 统后将LCOS所显示的图像合成为彩色图像投影到屏幕上。
绿光照明系统3中的所述光棒将绿光照明系统3的光路长度增加
至使绿光LED12的发光面与红光LED 11和蓝光LED13的发光面位于 同一平面内，确保红光LEDll、绿光LED12和蓝光LED13的发光芯 片可以安装在同一块散热平板上。
实施例2除以下不同外，本实施例具有与实施例1完全相同的 结构。所述的不同点计有红光光轴转向器件25、绿光光轴转向器 件35和蓝光光轴转向器件45是棱镜。
实施例3除以下不同外，本实施例具有与实施例1完全相同的 结构。所述的不同点计有光路加长结构36是透镜组。
实施例4除以下不同外，本实施例具有与实施例1完全相同的 结构。所述的不同点计有红光光轴转向器件25、绿光光轴转向器 件35和蓝光光轴转向器件45是棱镜；光路加长结构36是透镜组。
权利要求
1、一种结构紧凑的三片式LCOS投影机光学引擎，含红光偏振分光棱镜(71)、绿光偏振分光棱镜(72)、蓝光偏振分光棱镜(73)、X形合色棱镜(74)，红光对比度补偿片(81)、绿光对比度补偿片(82)、蓝光对比度补偿片(83)，红光LCOS显示芯片(91)、绿光LCOS显示芯片(92)、蓝光LCOS显示芯片(93)，投影镜头(10)，红光LED(11)、绿光LED(12)、蓝光LED(13)和红、绿、蓝光照明系统(2、3、4)，红光照明系统(2)含红光聚光器(21)、红光匀光光棒(22)、红光中继透镜组(23)和红光预起偏器(24)，绿光照明系统(3)含绿光聚光器(31)、绿光匀光光棒(32)、绿光中继透镜组(33)和绿光预起偏器(34)，蓝光照明系统(4)含蓝光聚光器(41)、蓝光匀光光棒(42)、蓝光中继透镜组(43)和蓝光预起偏器(44)，红光聚光器(21)、红光匀光光棒(22)、红光中继透镜组(23)和红光预起偏器(24)以它们的光轴重合的方式依次排列，绿光聚光器(31)、绿光匀光光棒(32)、绿光中继透镜组(33)和绿光预起偏器(34)以它们的光轴重合的方式依次排列，蓝光聚光器(41)、蓝光匀光光棒(42)、蓝光中继透镜组(43)和蓝光预起偏器(44)以它们的光轴重合的方式依次排列，红光LED(11)以其光轴与红光聚光器(21)的光轴重合的方式与红光聚光器(21)光学耦合，绿光LED(12)以其光轴与绿光聚光器(31)的光轴重合的方式与绿光聚光器(31)光学耦合，蓝光LED(13)以其光轴与蓝光聚光器(41)的光轴重合的方式与蓝光聚光器(41)光学耦合，红光偏振分光棱镜(71)、绿光偏振分光棱镜(72)、蓝光偏振分光棱镜(73)和X形合色棱镜(74)光学耦合成传统的合色组件(7)，红光预起偏器(24)以其光轴与红光偏振分光棱镜(71)的照明光入射面的光轴重合的方式与红光偏振分光棱镜(71)的照明光入射面光学耦合，绿光预起偏器(34)以其光轴与绿光偏振分光棱镜(72)的照明光入射面的光轴重合的方式与绿光偏振分光棱镜(72)的照明光入射面光学耦合，蓝光预起偏器(44)以其光轴与蓝光偏振分光棱镜(73)的照明光入射面的光轴重合的方式与蓝光偏振分光棱镜(73)的照明光入射面光学耦合，红光对比度补偿片(81)、绿光对比度补偿片(82)、蓝光对比度补偿片(83)，红光LCOS显示芯片(91)、绿光LCOS显示芯片(92)、蓝光LCOS显示芯片(93)、投影镜头(10)和合色组件(7)一起光学耦合成传统的LCOS图像投影光学系统，其特征在于，红、绿和蓝光照明系统(2、3和4)还分别含有使光轴朝逆时针方向转动90°的红光光轴转向器件(25)、绿光光轴转向器件(35)和蓝光光轴转向器件(45)，红光光轴转向器件(25)以其光轴与红光照明系统(2)的光轴重合的方式放置在红光照明系统(2)中，绿光光轴转向器件(35)以其光轴与绿光照明系统(3)的光轴重合的方式放置在绿光照明系统(3)中，蓝光光轴转向器件(45)以其光轴与蓝光照明系统(4)的光轴重合的方式放置在蓝光照明系统(4)中，红光LED(11)、绿光LED(12)和蓝光LED(13)的发光芯片安装在一块异形的散热平板上或分别安装在三块散热平板上。
2、 根据权利要求1所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机光学 引擎，其特征在于，红光光轴转向器件(25)、绿光光轴转向器件(35) 和蓝光光轴转向器件(45)分别放置在红光中继透镜组(23)、绿光 中继透镜组(33)和蓝光中继透镜组(43)中。
3、 根据权利要求1所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机光学 引擎，其特征在于，红光光轴转向器件(25)、绿光光轴转向器件(35) 和蓝光光轴转向器件(45)分别放置在红光中继透镜组(23)、绿光 中继透镜组(33)和蓝光中继透镜组(43)中，红光光轴转向器件(25)、 绿光光轴转向器件(35)和蓝光光轴转向器件(45)是平面反射镜。
4、 根据权利要求1所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机光学 引擎，其特征在于，红光光轴转向器件(25)、绿光光轴转向器件(35) 和蓝光光轴转向器件(45)分别放置在红光中继透镜组(23)、绿光 中继透镜组(33)和蓝光中继透镜组(43)中，红光光轴转向器件(25)、 绿光光轴转向器件(35)和蓝光光轴转向器件(45)是棱镜。
5、 根据权利要求1或2所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机 光学引擎，其特征在于，光路加长结构(36)是光棒或透镜组。
6、 根据权利要求1或3所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机 光学引擎，其特征在于，光路加长结构(36)是光棒或透镜组。
7、 根据权利要求1或4所述的结构紧凑的三片式LCOS投影机 光学引擎，其特征在于，光路加长结构(36)是光棒或透镜组。
全文摘要
一种结构紧凑的三片式LCOS投影机光学引擎，属光电显示的技术领域。在背景技术所述的光学引擎的基础上作以下改进，在红、绿、蓝光照明系统中引入三个光轴转向器件和在绿光照明系统中引入光路加长结构，旨使红、绿、蓝光照明系统各自的从LED光源至光轴转向器件部分的光轴朝逆时针方向转动90°、互相平行、与投影镜头的光轴平行、居同一平面和位于投影镜头的下方，红、绿、蓝光照明系统的三个LED发光芯片的发光面居同一平面，三个LED发光芯片可安装在同一块散热平板上，散热系统的结构简化，所述的光学引擎的尺寸减小。有以下优点结构紧凑，系统体积小，方便应用于小型或者掌上型投影仪中。
文档编号G02B27/28GK101339351SQ20071004349
公开日2009年1月7日 申请日期2007年7月5日 优先权日2007年7月5日
发明者刘啸虎, 毛荣壮, 沈荣桂, 辜长明, 耀 郑 申请人:上海飞锐光电科技有限公司