一种高效的微型投影光学引擎的制作方法

专利名称：一种高效的微型投影光学引擎的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影显示技术，尤其涉及一种高效的微型投影光学引擎。
背景技术：
近年来，液晶投影技术已经广泛应用在电化教学、办公、商务以及广告娱乐等方 面。而随着科技的发展以及人们生活水平的日益提高，液晶投影技术也朝着微型化、轻量化 以及高画质方向发展。中国发明专利申请公开说明书中公开号“CN1609703”名称为“发光二极管照明装 置”公开了一种使用发光二极管照明装置的投影机，其包括一个红色发光二极管组件、一个 绿色发光二极管组件以及一个蓝色发光二极管组件组成的多个发光二极管组件，多个单晶 硅液晶光阀面板，多个偏振分束器，一个合光棱镜以及一个透镜组件。其中，多个单晶硅液 晶光阀面板对应多个发光二极管组件，用于调变多个发光二极管组件产生的光束。多个偏 振分束器对应多个单晶硅液晶光阀面板，用于分离对应的发光二极管组件产生并且入射对 应的单晶硅液晶光阀面板的光束以及经由对应的单晶硅液晶光阀面板调变后反射出的光 束。合光棱镜由多个偏振分束器所环绕，用于合并多个单晶硅液晶光阀面板调变后反射出 的光束。透镜组件位于合光棱镜影像输出的光路上，用于接收合光棱镜输出的影像，进行色 差的消除和成像的动作。该投影机的投影原理如下发光二极管组件同时出射红色、绿色以及蓝色的光束， 通过对应的偏振分束器照射到三片单晶硅液晶光阀面板上进行调变，之后，合光棱镜把三 片单晶硅液晶光阀面板调变后的三基色影像光束加以合并形成彩色影像，合并后的彩色影 像再通过透镜组件消除色差及成像，最后投影至投影屏幕上。这种结构的投影机，需要各 个发光二极管组件同时发光，同时，需要三片面板，并结合三个偏振分束器，效率较低，且， 结构复杂，所使用的光学元件较多，光路较长，尺寸较大，无法满足市场微型化、轻量化的需 求。

发明内容
有鉴于此，须提供一种效率高，结构简单、紧凑，光路较短，尺寸较小的高效的微型 投影光学引擎，以满足市场的微型化、轻量化的需求。一种高效的微型投影光学引擎，包括光源模组、透镜组、微显示面板以及投影镜 头。其中，光源模组包括发光元件以及用于收集并整形所接收到的光束的整形镜组。透镜 组设置于所述整形镜组的出射光路上。所述整形镜组以及透镜组把所述发光元件的发光面 成像于所述微显示面板附近。微显示面板设置于所述透镜组的出射光路上，对入射光进行 调制，并调制出携有图像信息的图像光。投影镜头用于将所述微显示面板上的图像信息投 影成像到屏幕上。本发明的微型投影光学引擎中，通过整形镜组以及透镜组把发光元件的发光面成 像于微显示面板附近，形成临界照明，得到方形的成像光斑，有效提高光学引擎的效率；此外，发光元件通过由整形镜组以及透镜组构成的照明装置，输出的光照明微显示面板，由微 显示面板对入射光进行调制，之后，通过投影镜头将微显示面板上的图像信息投影成像到 屏幕上，其光学系统设计过程仅涉及照明装置，微显示面板以及投影镜头，不涉及其他光学 器件，这种架构所使用的光学元件较少，结构简单、紧凑，光能利用率高，且，光路较短，尺寸 较小，生产成本较低，满足市场微型化、轻量化的需求。


为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本发明第一实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图2为本发明第二实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图3为本发明第三实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图4为本发明第四实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图；图5为图4中照明装置输出的光斑效果示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。图1所示为本发明第一实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图， 其包括光源模组10、透镜组30、偏振转换器40、复眼透镜组50、偏振分光器60、微显示面板 70以及投影镜头(图中未示出)。其中，光源模组10、透镜组30、偏振转换器40以及复眼 透镜组50构成照明装置。光源模组10包括发光元件102，以及用于收集并整形所接收到的光束的整形镜组 103。本发明实施方式中，发光元件102为发光二极管(LightEmitting Diode, LED)芯片， 用于发出180°的光。且，LED芯片连接有控制器(图中未示出)，用于控制芯片的时序发 光。芯片工作频率按液晶面板所需光照参数进行设定，以达到显示最好的颜色视觉效果。 又，该LED芯片的数量可以为一个，也可以为以阵列方式排列的多个。采用多个LED芯片以 阵列方式的排列，有利于提高整个照明装置的光通量，进而增加投影光束的光亮度。此外， 整形镜组103包括两个顺序排列的正透镜。本发明实施方式中，为两个弯月形的正透镜，其 材质为玻璃，顺序排列于发光元件102与透镜组30之间。本发明其它实施方式中，也可以采用平凸透镜或双凸透镜组成整形镜组，而正透 镜的数量可以为一个，也可以为两个以上，这里不再赘述。透镜组30设置于整形镜组103的出射光路上，其包括顺序排列的第一透镜组301 以及第二透镜组302。其中，第一透镜组301包括一个正透镜，对所接收到的光进行压缩，减 小其发散角，提高光效，且，把原本投射到屏幕外的光束折射到屏幕上，进而避免了投影画 面出现中部较亮、边缘较暗的不均勻现象；同时，与整形镜组103以及第二透镜组302 —起 把光源(即发光元件102)的发光面成像在有限远，即微显示面板70附近，使成像光斑为方 形，克服了现有的光学引擎中，光源的像只能在无限远(其所获得的光斑为圆形)的偏见， 因此，本发明的光学引擎的效率远远高于现有的光学引擎。此外，第一透镜组301为球面透 镜或者非球面透镜，即，正透镜可以为球面透镜，也可以为非球面透镜；采用非球面透镜的 结构，有利于减少像差，提高出射光的一致性。
本发明其它实施方式中，第一透镜组301还可以包括两个或两个以上的透镜，而 第一透镜组301为球面透镜、非球面透镜其中之一或者其组合。又，依照微型投影光学引擎 光路设计的需求，第一透镜组301中所选取的透镜并不限于本具体实施方式
中的正透镜， 其也可以为负透镜或者胶合透镜。即，第一透镜组301为正透镜、胶合透镜的组合，或者负 透镜与胶合透镜的组合，或者正透镜、负透镜的组合，或者正透镜、负透镜、胶合透镜的组合寸。偏振转换器40设置于光源模组10与透镜组30之间，用于把所接收到的自然光转 换为单一偏振态的线偏振光，即，偏振转换器40可以把入射的光全部转换为s光或ρ光，提 高光效。因此，LED芯片所发出的180°的光经过整形镜组的整形后，输出单一偏振态的线 偏振光。本发明实施方式中，偏振转换器40的数量为一个，该偏振转换器40的结构可以为 偏振片，也可以由数个连续结合在一起的棱镜组成。例如由多个直角三角形与平行四边 形棱镜组成，一部分棱镜的入射面上设置遮光部。棱镜的结合面上镀有偏振分光膜或者反 射膜。偏振分光膜与反射模交替配置。另一部分棱镜的出射面上设置有二分之一波片。当 然，还可以由数个连续结合在一起的平行四边形棱镜与等腰三角形棱镜组合而成，其中，数 个平行四边形棱镜以一个等腰三角形棱镜为中心对称分布。与等腰三角形棱镜结合的结合 面上镀偏振分光膜，而其它结合面上镀偏振分光膜或者反射膜，且，其它结合面的偏振分光 膜与反射模交替配置。同时，部分棱镜的光出射面上设置有二分之一波片。此外，通过变换 二分之一波片的位置，还可以把入射光全部转换为所需的线偏振光。本发明其它实施方式中，偏振转换器40还可以设置在透镜组30的出射光路上，例 如设置在第一透镜组301与复眼透镜组50之间，因此，LED芯片所发出的180°的光经过 整形镜组103以及第一透镜组301后，输出发散角较小的单一偏振态的光。当然，该偏振转 换器40也可以省略。复眼透镜组50设置于第一透镜组301与第二透镜组302之间，对所接收到的光 进行均勻化处理，其包括沿光路顺序平行排列的第一微透镜阵列501以及第二微透镜阵列 502。其中，每个微透镜阵列均是多个相同或不同的微透镜的阵列组合。第一微透镜阵列 501用于将光束分成多个子光束，聚焦在第二微透镜阵列502上。第二微透镜阵列502用于 把对应的第一微透镜阵列的微透镜成像在微显示面板70，不同子光束在微显示面板70上 相互重叠，从而提供均勻的照明。又，该第一微透镜阵列501与第二微透镜阵列502可以通 过透明实体(如平板玻璃)整合于一体，也可以分立。本发明实施方式中，微透镜的纵横比尺寸与微显示面板70的纵横比尺寸一致。例 如纵向尺寸横向尺寸为3 4或者9 16。采用具有与微显示面板70相同长宽比的 微透镜，有利于获得能量利用率与均勻性都比较好的照明光斑。又，该微透镜为球面透镜或 者非球面透镜。微透镜为矩形微透镜。本发明其它实施方式中，复眼透镜组上的微透镜还可以是圆形微透镜。第一微透 镜阵列中的微透镜的曲率半径与第二微透镜阵列中的微透镜的曲率半径可以相同，也可以 不同。当然，复眼透镜组还可以是仅由多个相同或不同的微透镜粘合而成的一列微透镜阵 列构成。如果投影光学引擎对均勻性的要求不高，该复眼透镜组还可以省略。第二透镜组302为积分透镜，设置于复眼透镜组50的出射光路上，用于把复眼透 镜组50的像成像在微显示面板70上。本发明实施方式中，第二透镜组302中透镜的数量为一个。本发明其它实施方式中，第二透镜组302还可以包括多个顺序排列的透镜。其中 一部分透镜设置于偏振分光器60与微显示面板70之间。通常，设置于偏振分光器60与微 显示面板70之间的透镜为平凸透镜，由于临近微显示面板70，也称为场镜。偏振分光器60设置于照明装置的出射光路上，即，微显示面板70的入射光路上。 本发明实施方式中，偏振分光器60为棱镜式偏振分光器，由二个三角棱镜胶合成立方体形 状，在其中间接触面上镀有偏振分光膜层，由该偏振分光膜层形成一个偏振分光面，该偏振 分光面可以将入射光中的s光、ρ光分离开。当然，偏振分光器60也可以由其它棱镜胶合 成其它形状，只要可以将入射光中的s光、ρ光分离开来即可。本发明其它实施方式中，该偏振分光器60也可以由平板式偏振分光器来代替(参 阅图3)。微显示面板70设置于第二透镜组302的出射光路上，具体说是设置于偏振分光 器60的一侧，对入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。即，用于对所接收到 的线偏振光进行调制，转换为与该线偏振光垂直的另一线偏振光，并使该另一线偏振光携 有图像信息。本实施方式中，微显示面板70为反射式硅基液晶面板(Liquid Crystal on Silicon, LCOS)。当在光学引擎中使用偏振转换器40时，该微显示面板70为单片微显示面 板，若其接收到的线偏振光为s光，经过微显示面板70的调制后，则反射出携有图像信息的 另一线偏振光P光，经由偏振分光器60将该P光透射至投影镜头上。换句话说，投影镜头 与微显示面板70相对平行设置，用于将微显示面板70上的图像信息投影成像到屏幕上。本发明其它实施方式中，该微显示面板70所接收到的线偏振光也可以为ρ光，经 过微显示面板70的调制后，反射出携有图像信息的另一线偏振光S光，经由偏振分光器60 将该S光反射至投影镜头上。换句话说，投影镜头与微显示面板70相邻设置。此时，投影 镜头是将微显示面板70上携有图像信息的S光进行投影成像。因此，本发明的微型投影光学引擎中，通过整形镜组、第一透镜组以及第二透镜组 把发光元件的发光面成像于微显示面板附近，形成临界照明，得到方形的成像光斑，有效提 高光学引擎的效率；同时，通过其中的复眼透镜组，均勻照明微显示面板；其次，通过设置 偏振转换器，减少光能的损耗，提高光能的利用率。此外，照明装置输出的光照明微显示面 板，由微显示面板对入射光进行调制，之后，通过投影镜头将微显示面板上的图像信息投影 成像到外部屏幕上，其光学系统设计过程仅涉及照明装置，微显示面板以及投影镜头，不涉 及其他光学器件，所使用的光学元件较少，结构简单、紧凑，均勻性好，光能利用率高，且，光 路较短，尺寸较小，生产成本较低，满足市场微型化、轻量化的需求。图2所示为本发明第二实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图， 该光学引擎与第一实施方式的光学引擎的结构基本相同，区别在于图2所示的照明装置 中，光源模组10为三色光源模组，其包括红光光源模组10r、蓝光光源模组10b、绿光光源模 组IOg以及交叉形合色镜20。红光光源模组IOr包括红光发光元件102r，以及用于收集并整形所接收到的红 光光束的第一整形镜组103r。蓝光光源模组IOb包括蓝光发光元件102b，以及用于收集 并整形所接收到的蓝光光束的第二整形镜组103b。绿光光源模组IOg包括绿光发光元件 102g，以及用于收集并整形所接收到的绿光光束的第三整形镜组103g。本发明实施方式中，红光发光元件102r、蓝光发光元件102b以及绿光发光元件102g均为发光二极管(Light EmittingDiode,LED)芯片，用于发出180°的光。而第一整形镜组103r、第二整形镜组103b 以及第三整形镜组103g均同样包括两个顺序排列的正透镜，顺序排列于发光元件102r、 102b、103g与交叉形合色镜20之间。交叉形合色镜20设置于红光光源模组10r、蓝光光源模组IOb以及绿光光源模组 IOg的出射光路的交汇处，用于合并红光光束、蓝光光束以及绿光光束为一束光。本发明实 施方式中，交叉形合色镜20为平板状交叉形合色镜，其包括配置成叉状的第一平板201，第 二平板202以及第三平板203。且，第一平板201，第二平板202以及第三平板203表面均镀 有薄膜(图中未标示)。红光光源模组10r、蓝光光源模组IOb以及绿光光源模组IOg分别 设置于交叉形合色镜20与透镜组30的非相邻的三个侧面上。详细说，第一整形镜组103r 设置于红光发光元件102r与交叉形合色镜20之间，收集红光光束并把红光光束会聚为适 合交叉形合色镜20所需的大小。第二整形镜组103b设置于蓝光发光元件102b与交叉形 合色镜20之间，收集蓝光光束并把蓝光光束会聚为适合交叉形合色镜20所需的大小。第 三整形镜组103g设置于绿光发光元件102g与交叉形合色镜20之间，收集绿光光束并把绿 光光束会聚为适合交叉形合色镜20所需的大小。因此，第一整形镜组103r、第二整形镜组 103b以及第三整形镜组103g中正透镜的数量可以根据交叉形合色镜20的尺寸来设计。通 常来说，交叉形合色镜20的尺寸越小，其所需的入射光束的发散角也越小，从LED芯片发出 的光束就需要经过更多的正透镜的会聚来逐步减小入射到交叉形合色镜20的发散角，以 提高光能的利用率。本发明其它实施方式中，交叉形合色镜20也可以采用四块平板组合成交叉形状， 当然，交叉形合色镜20也可以使用棱镜状交叉形合色镜(X-cube)来代替，而红光光源模组 10r、蓝光光源模组IOb以及绿光光源模组IOg则环绕于该棱镜状交叉形合色镜，这里不再 赘述。第一透镜组301同样与第一整形镜组103r、第二整形镜组103b、第三整形镜组 103g以及第二透镜组302 —起把红光发光元件102r、蓝光发光元件102b以及绿光发光元 件102g的发光面分别成像在微显示面板70附近。偏振转换器40设置于交叉形合色镜20与透镜组30之间，用于把所接收到的自然 光转换为单一偏振态的线偏振光。LED芯片所发出的180°的光经过各个整形镜组的整形 以及交叉形合色镜20的合色后，输出单一偏振态的线偏振光。本发明其它实施方式中，偏振转换器40还可以设置在透镜组的出射光路上，或者 还可以包括三个或三个以上偏振转换器40，分别设置于红光光源模组10r、蓝光光源模组 10b、绿光光源模组IOg与交叉形合色镜20之间(参阅图3)。当然，该偏振转换器40也可 以省略。图3所示为本发明第三实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图， 该光学引擎与第二实施方式的光学引擎的结构基本相同，区别在于图3所示的照明装置 中，红光发光元件102r，、蓝光发光元件102b，以及绿光发光元件102g，均包括三个LED芯 片。本发明其它实施方式中，LED芯片的数量可以为一个，两个，或者三个以上，这里不 再赘述。
第一整形镜组103r’、第二整形镜组103b’以及第三整形镜组103g’均包括反射式 复合抛物面聚光器(Compound Parabolic Concentrator，CPC)，其材质为光学塑料、光学玻 璃或反射面镀膜的金属，其外截面形状为椭圆形或者圆形。复合抛物面聚光器的中央部的 光出射区域呈凸状曲面，周边侧反射区域呈曲面，而中央光入射区域则呈凹状曲面。因此， 发光元件发出的大角度入射光在周围侧反射区域发生全内反射后变成基本平行的光束出 射，其发出的小角度入射光则经中央部折射会聚。本发明其它实施方式中，复合抛物面聚光器的结构并不限于本发明具体实施方式
中的结构，例如其中央光入射区域也可以呈平面。此外，第一整形镜组103r’、第二整形镜 组103b’以及第三整形镜组103g’均还可以再包括至少一个透镜，即在每一个复合抛物面 聚光器与交叉形合色镜20’之间均可以再设置至少一个透镜，以进一步对光束进行整形并 减小出射光的发散角。第一透镜组301，包括两个顺序排列的透镜，同样与第一整形镜组103r，、第二整 形镜组103b，、第三整形镜组103g，以及第二透镜组302，一起把红光发光元件102r，、蓝光 发光元件102b’以及绿光发光元件102g’的发光面分别成像在微显示面板70’附近。本发明实施方式中，三个偏振转换器40’分别设置于红光光源模组10r’、蓝光光 源模组10b’、绿光光源模组10g’与交叉形合色镜20’之间。本发明其它实施方式中，偏振转换器40’的数量也可以为一个，设置于透镜组的出 射光路上，或者交叉形合色镜20’与透镜组之间(参阅图2)。当然，该偏振转换器40’的数 量也可以为三个以上或者在照明装置中省略该偏振转换器40’。本发明实施方式中的偏振分光器60’为平板式偏振分光器。该平板式偏振分光器 是一块表面具有偏振分光膜层的平板状透明基体(如玻璃、塑胶等)，或者由经过工艺处理 产生偏振分光效应的平板状晶体制作而成，这种结构的偏振分光器具有光接收角宽，体积 小重量轻等优点，有利于光学引擎的微型化。本发明其它实施方式中，偏振分光器60’也可以为棱镜式偏振分光器(参阅图1、 图2)，这里不再赘述。图4所示为本发明第四实施方式的高效的微型投影光学引擎的平面结构示意图， 同时参阅图5，为图4中照明装置输出的光斑效果示意图。该光学引擎与第二实施方式的光 学引擎的结构基本相同，区别在于图4所示的照明装置中，第一透镜组301”包括两个顺序 排列的透镜3011”、3012”，其中，透镜3011”为球面透镜或者非球面透镜，透镜3012”为柱面 透镜；采用柱面透镜的结构，有利于输出的光斑按微显示面板70”的长宽比例来充满整个 面板。参阅图5，光源模组发出的光经交叉形合色镜20”以及由球面透镜或非球面透镜 3011”后输出的光斑一般为小正方形a，经过柱面透镜3012”后，其输出的光斑扩展为大正 方形b，该大正方形b的边长与微显示面板70”的长度大致相等，而微显示面板70”长宽比 通常为4 3或16 9，因此，通过柱面透镜3012”后输出的光斑将充满整个微显示面板 70”，与该微显示面板70”实现较好的匹配。本发明其它实施方式中，柱面透镜可以设置在球面透镜或非球面透镜之前或者之 后，而柱面透镜的数量可以为二个或二个以上，此外，球面透镜或者非球面透镜也可以与柱 面透镜胶合再一起，组成胶合镜，当然，第一透镜组301”可以是单独的一种柱面透镜，也可
9以是柱面透镜与球面透镜、非球面透镜的组合，总之，只要满足照明装置输出的光斑能按微 显示面板的长宽比例来充满整个面板即可。因此，本发明的微型投影光学引擎中，各光源模组通过交叉形合色镜将不同颜色 的光束合成一束光，通过透镜组输出发散角小的光，并将光源的发光面成像于微显示面板 附近，得到方形的成像光斑，有效提高光学引擎的效率；同时，通过其中的复眼透镜组，均勻 照明微显示面板；其次，通过设置偏振转换器，减少光能的损耗，提高光能的利用率。此外， 照明装置输出的光照明微显示面板，由微显示面板对入射光进行调制，之后，通过投影镜头 将微显示面板上的图像信息投影成像到外部屏幕上，其光学系统设计过程仅涉及照明装 置，微显示面板以及投影镜头，不涉及其他光学器件，所使用的光学元件较少，结构简单、紧 凑，均勻性好，光能利用率高，且，光路较短，尺寸较小，生产成本较低，满足市场微型化、轻 量化的需求。以上所述之具体实施方式
为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体 实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式
，例如，红光发光元件、蓝光发光元 件以及绿光发光元件为一个或者以阵列方式排列的多个激光芯片，而第一整形镜组、第二 整形镜组以及第三整形镜组均包括扩束透镜，用于将激光芯片所发出的激光光束扩束整形 为适合通过交叉形合色镜所需的大小。另外，微显示面板为透射式液晶面板，此时，省略偏 振分光器，透射式液晶面板设置于照明装置的出射光路上，对入射光进行调制，并透射出携 有图像信息的光。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均包含本发明的保护范围内。
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权利要求
一种高效的微型投影光学引擎，包括光源模组，其包括发光元件以及用于收集并整形所接收到的光束的整形镜组；透镜组，设置于所述整形镜组的出射光路上；微显示面板，设置于所述透镜组的出射光路上，对入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光；以及投影镜头，用于将所述微显示面板上的图像信息投影成像到屏幕上；其特征在于，所述整形镜组以及透镜组把所述发光元件的发光面成像于所述微显示面板附近。
2.根据权利要求1所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述透镜组包括顺 序排列的第一透镜组以及第二透镜组。
3.根据权利要求2所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述高效的微型投 影光学引擎还包括复眼透镜组，设置于所述第一透镜组与第二透镜组之间，对所接收到的 光进行均勻化处理。
4.根据权利要求3所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述复眼透镜组是 多个相同或不同的微透镜的阵列组合，所述微透镜的纵横比尺寸与所述微显示面板的纵横 比尺寸一致。
5.根据权利要求4所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述微透镜为球面 透镜或者非球面透镜。
6.根据权利要求2所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述第一透镜组、第 二透镜组包括一个或者多个顺序排列的透镜。
7.根据权利要求2所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述第一透镜组为 球面透镜、非球面透镜、柱面透镜其中之一或其组合。
8.根据权利要求1所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，还包括偏振转换器， 设置于所述光源模组与透镜组之间，或者所述透镜组的出射光路上，用于把所接收到的自 然光转换为单一偏振态的线偏振光；所述微显示面板为单片微显示面板。
9.根据权利要求1所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述光源模组为三 色光源模组，其包括红光光源模组，其出射红光光束，包括红光发光元件以及用于收集并整形所接收到的 红光光束的第一整形镜组；蓝光光源模组，其出射蓝光光束，包括蓝光发光元件以及用于收集并整形所接收到的 蓝光光束的第二整形镜组；绿光光源模组，其出射绿光光束，包括绿光发光元件以及用于收集并整形所接收到的 绿光光束的第三整形镜组；以及交叉形合色镜，设置于所述红光光源模组、蓝光光源模组以及绿光光源模组的出射光 路的交汇处，用于合并所述红光光束、蓝光光束以及绿光光束为一束光。
10.根据权利要求9所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，还包括偏振转换 器，设置于所述透镜组的出射光路上，或者所述交叉形合色镜与透镜组之间，或者分别设置 于所述红光光源模组、蓝光光源模组、绿光光源模组与交叉形合色镜之间，用于把所接收到 的自然光转换为单一偏振态的线偏振光；所述微显示面板为单片微显示面板。
11.根据权利要求9所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述红光发光元 件、蓝光发光元件以及绿光发光元件为一个或者以阵列方式排列的多个发光二极管芯片； 所述第一整形镜组、第二整形镜组以及第三整形镜组均包括反射式复合抛物面聚光器或者 至少一个顺序排列的透镜或者其结合。
12.根据权利要求9所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述红光发光元 件、蓝光发光元件以及绿光发光元件为一个或者以阵列方式排列的多个激光芯片；所述第 一整形镜组、第二整形镜组以及第三整形镜组均包括扩束透镜，用于将所述激光芯片所发 出的激光光束扩束整形为适合通过所述交叉形合色镜所需的大小。
13.根据权利要求9所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述交叉形合色镜 为平板状交叉形合色镜或者棱镜状交叉形合色镜。
14.根据权利要求1至13任意一项所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述 微显示面板为反射式硅基液晶面板，其入射光路上还设置有偏振分光器。
15.根据权利要求14所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述偏振分光器 为平板式偏振分光器或者棱镜式偏振分光器。
16.根据权利要求1至13任意一项所述的高效的微型投影光学引擎，其特征在于，所述 微显示面板为透射式液晶面板。
全文摘要
一种高效的微型投影光学引擎，包括光源模组、透镜组、微显示面板以及投影镜头。其中，光源模组包括发光元件以及用于收集并整形所接收到的光束的整形镜组。透镜组设置于所述整形镜组的出射光路上。所述整形镜组以及透镜组把所述发光元件的发光面成像于所述微显示面板附近。微显示面板设置于所述透镜组的出射光路上，对入射光进行调制，并调制出携有图像信息的图像光。投影镜头用于将所述微显示面板上的图像信息投影成像到屏幕上。本发明的光学引擎，采用临界照明的方式提高效率，且，整个光学引擎仅涉及照明装置，微显示面板以及投影镜头，光路设计简单，结构紧凑，尺寸小。
文档编号G02B27/28GK101943845SQ20091010852
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者和建航, 曲鲁杰, 林晶, 王鑫, 高国欣 申请人:红蝶科技(深圳)有限公司