专利名称：三镜头液晶投影装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种投影装置，特别是一种三镜头液晶投影装置，属于投影技术领域。
背景技术：
一般的液晶投影机(包括透射式LCD液晶投影装置和反射式LCOS液晶投影装置)有单镜头式和三镜头式，无论单镜头或三镜头的液晶投影机，在设计上一般都是先将一投射灯所引入的白光分离出可合成所述白光的第一、第二和第三色光，以分别通过预设的三液晶光阀对所述色光进行调制，调制后的三色光随单镜头或三镜头设计的不同，而在单镜头设计中将三色光用合色元件加以合成并由单一镜头投影成像，或在三镜头设计中将三色光分别经由不同的三个镜头投射至同一荧幕上成像。其中单镜头式具有体积小、方便携带的特点，但其后焦长而限制了在短距离内投影更大画面的能力，而且所使用的镜头与分光镜等光学组件对品质、精度的要求很高，导致成本较高。而且传统的单镜头液晶投影机，由于光学加工镀膜工艺的限制，很难进一步提高亮度和对比度这两个关键技术指标。
传统的液晶投影机(包括透射式LCD液晶投影装置和反射式LCOS液晶投影装置)中存在亮度和对比度很难增加的问题。目前也有相关的改善液晶投影机亮度和对比度的方法，经文献检索发现，中国专利申请号为01809852.5的发明专利，该专利提出在两偏振器之间，至少将两片有混和取向的液晶层的光学膜(HBLC光学膜)排列成使薄膜的慢轴大致互相垂直，以垂直于薄膜表面的方向上不产生相位差的办法来改善液晶投影机对比度。但是由于液晶投影机亮度和对比度提高的“瓶颈”在于镜头，所以此方法的改善是很有限的。
发明内容
本实用新型针对背景技术中的上述不足和缺陷，提出一种三镜头液晶投影机，使其可以在较短距离内投射出较大画面，画面亮度和对比度都有很大的提高。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型在现有液晶投影机的基础上，采用三镜头式结构，包括投射光源系统、色光分离系统、三液晶光阀、第一、第二和第三投影镜头、成像显示系统，其连接方式为投影光源系统后设置色光分离系统，色光分离系统后面设置三液晶光阀，三液晶光阀后面设置第一、第二和第三投影镜头，第一、第二和第三投影镜头后面设置成像显示系统。第一、第二和第三投影镜头可以呈一字形直线排列，也可以呈品字型排列，也可以呈三角形排列。第一、第二和第三投影镜头中的透镜分别根据所在通道的第一、第二和第三色光波段进行相对窄波段镀增透膜。所镀增透膜的透过率比单镜头式液晶投影机的投影镜头中透镜所镀增透膜的透过率要高。
工作时，先将一投射光源系统所引入的白光通过色光分离系统分离出可合成所述白光的第一、第二和第三色光，以分别通过预设的三液晶光阀对所述色光进行调制，调制后的第一、第二和第三色光分别经由不同的三个镜头即第一、第二和第三投影镜头投射至同一荧幕上合色成像。
本实用新型采用三镜头式结构，三色光相对应的投影镜头中的透镜分别根据所在通道的色光波段进行相对窄波段镀增透膜，使其可以在较短距离内投射出较大画面，画面亮度和对比度都有很大的提高，尤其是对比度的提高是非常显著的，有效的解决单镜头式液晶投影机的投影镜头对整机ANSI对比度的瓶颈限制问题。本实用新型三镜头液晶投影装置既可以用于前投式液晶投影装置，也可以用于背投式液晶投影装置。
图1本实用新型的结构示意图具体实施方式
如图1所示，本实用新型采用三镜头式结构，包括投射光源系统1、色光分离系统2、三液晶光阀3、第一、第二和第三投影镜头4、成像显示系统5，其连接方式为投影光源系统1后设置色光分离系统2，色光分离系统后面设置三液晶光阀3，三液晶光阀3后面设置第一、第二和第三投影镜头4，第一、第二和第三投影镜头4后面设置成像显示系统5。第一、第二和第三投影镜头4呈一字形直线排列，或者呈品字型排列，或者呈三角形排列。第一、第二和第三投影镜头4中的透镜分别根据所在通道的第一、第二和第三色光波段进行相对窄波段镀增透膜。所镀增透膜的透过率比单镜头式液晶投影机的投影镜头中透镜所镀增透膜的透过率要高。
由于光学镀膜工艺的限制，在相同的成本下，一般在透镜表面镀窄波段增透膜与镀宽波段增透膜相比，前者得到的透过率会比后者高一些，高出的比例可能对于单个表面不是很多，但是由于液晶投影机所用的投影镜头透镜数目很多，这样，多个表面的积累效果将显示出很大的差异。
以下结合实施例对本实用新型作进一步的理解液晶投影装置A，其投影镜头由13片透镜构成，其中4个双胶合透镜，则镜头中有2×(13-4)＝18个表面需要镀增透膜。
若此投影装置A使用单镜头式结构，要求每个透镜表面在整个可见光波段上镀增透膜，由于镀膜要求的带宽很宽，所以单个表面镀增透膜后的透过率只能做到99.5％。此时，若不计玻璃材料的吸收(下述计算结果均不计)，理论上单位能量的可见光能够通过此镜头到达屏幕上的光为91.4％，而能够通过多次反射、透射后到达屏幕上的光能(背景光)为0.74％，这样就限制此投影装置的ANSI对比度约为124∶1，当然背景光在多次反射投射的过程中有一部分会被投影镜头的套筒壁吸收，而使得到达屏幕上的背景光减少，但是试验证实实际的ANSI对比度也只在200∶1以下。
若此投影装置A使用三镜头式结构，则要求每个透镜表面在所在通道的色光波段上镀增透膜，即第一色光通道的镜头镜片仅对第一色光波段镀膜，第二色光通道的镜头镜片仅对第二色光波段镀膜，第三色光通道的镜头镜片仅对第三色光波段镀膜。这样镀膜要求的带宽变窄，单个表面镀增透膜后的透过率可以做到99.8％以上。此时，理论上单位能量的可见光能够通过此镜头到达屏幕上的光为96.5％，而到达屏幕上的光能(背景光)为0.13％，这样此投影装置的ANSI对比度约为770∶1，若再考虑背景光在多次反射投射的过程中有一部分会被投影镜头的套筒壁吸收，而使得到达屏幕上的背景光减少，则可以得到大于800∶1的ANSI对比度。
实施例2液晶投影装置B，其投影镜头由11片透镜构成，其中4个双胶合透镜，则镜头中有2×(11-4)＝14个表面需要镀增透膜。
若此投影装置B使用单镜头式结构，同样的单个表面镀增透膜后的透过率只能做到99.5％。此时，理论上单位能量的可见光能够通过此镜头到达屏幕上的光为93.2％，能够背景光为0.46％，这样就限制此投影装置的ANSI对比度约为200∶1。
若此投影装置B使用三镜头式结构，则单个表面镀增透膜后的透过率可以做到99.8％以上。此时，理论上单位能量的可见光能够通过此镜头到达屏幕上的光为97.2％，而到达屏幕上的光能(背景光)为0.08％，这样此投影装置的ANSI对比度超过1000∶1。
从以上可以看出，三镜头式液晶投影装置比单镜头式液晶投影装置的ANSI对比度可以得到极大的提高，有效的解决单镜头式液晶投影装置的投影镜头对整机ANSI对比度的瓶颈限制问题。而且，三镜头式液晶投影装置比单镜头式液晶投影装置的亮度也得到了较大的提升。
权利要求1.一种三镜头液晶投影装置，包括投射光源系统(1)、色光分离系统(2)、三液晶光阀(3)、第一、第二和第三投影镜头(4)、成像显示系统(5)，其特征在于，采用三镜头式结构，其连接方式为投影光源系统(1)后设置色光分离系统(2)，色光分离系统(2)后面设置三液晶光阀(3)，三液晶光阀(3)后面设置第一、第二和第三投影镜头(4)，第一、第二和第三投影镜头(4)后面设置成像显示系统(5)。
2.根据权利要求1所述的三镜头液晶投影装置，其特征是，第一、第二和第三投影镜头(4)中的透镜分别根据所在通道的第一、第二和第三色光波段进行相对窄波段镀增透膜。
3.根据权利要求2所述的三镜头液晶投影装置，其特征是，所镀增透膜的透过率比单镜头式液晶投影机的投影镜头中透镜所镀增透膜的透过率高。
4.根据权利要求1或2所述的三镜头液晶投影装置，其特征是，第一、第二和第三投影镜头(4)呈一字形直线排列，或者呈品字型排列，或者呈三角形排列。
专利摘要一种三镜头液晶投影装置，属于投影技术领域。本实用新型投影机采用三镜头式结构，包括投射光源系统、色光分离系统、三液晶光阀、第一、第二和第三投影镜头、成像显示系统，投影光源系统后设置色光分离系统，色光分离系统后面设置三液晶光阀，三液晶光阀后面设置第一、第二和第三投影镜头，第一、第二和第三投影镜头后面设置成像显示系统。第一、第二和第三投影镜头中的透镜分别根据所在通道的第一、第二和第三色光波段进行相对窄波段镀增透膜。本实用新型的ANSI对比度得到极大的提高，有效的解决单镜头式液晶投影机的投影镜头对整机ANSI对比度的瓶颈限制问题。而且，此三镜头液晶投影机比单镜头式液晶投影机的亮度也得到了较大的提升。
文档编号G02F1/13GK2674482SQ200420019709
公开日2005年1月26日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者邓运明 申请人:上海信诚至典网络技术有限公司