专利名称：微型液晶投影机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及投影机领域，特别涉及一种微型液晶投影机。
背景技术：
近年来，硅基液晶微投影(LCoS)因其具有高分辨率、高清晰度、大屏幕、便携性等优点，成为一种极受欢迎的投影显示方式。广泛应用于多媒体教学、家庭影院、会议演示，甚 至在军事指挥中都有一定的应用。因为液晶投影必须在偏振光照射下才能实现正常的投影功能。要产生偏振光，方法就是在显示器的光路中加入偏振产生装置，如偏振片，偏振分光棱镜等，使自然光中的某个振动方向的偏振光可以通过，另一个方向的偏振光则被吸收或反射到其它方向。这样，对于一个自然光源来说，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显示中得到应用，这无疑会大幅度降低光源的利用效率，从而影响投影显示的亮度和投影性能。
实用新型内容本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种结构简单合理，光源利用效率和输出效率均高，投影亮度高，投影性能可靠的微型液晶投影机。为达到上述目的，根据本实用新型提供了一种微型液晶投影机，包括投影机光源、光源准直系统、匀光系统、偏振光转换系统、硅基液晶显示器组件和投影镜头系统；其中，偏振光转换系统用于将从匀光系统出射的平行光束转化为偏振光并且把无用偏振方向的偏振光转化为可以使用的偏振光，具体包括沿光路设置的透-反式偏振光分光镜、二分之一玻片和反射镜。上述技术方案中，勻光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，偏振光转换系统的布置结构为透-反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置,反射镜与透-反式偏振光分光镜平行放置，二分之一玻片放置在透-反式偏振光分光镜和反射镜之间并处在光束出射的位置。上述技术方案中，勻光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，偏振光转换系统的布置结构为二分之一玻片放置在透-反式偏振光分光镜和反射镜中间并与入射光线垂直，且透-反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置,反射镜与透-反式偏振光分光镜平行放置。上述技术方案中，勻光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，偏振光转换系统采用两片透-反式偏振光分光镜、两片二分之一玻片和两片反射镜，其中，两片透-反式偏振光分光镜相对垂直放置，并分别与入射光线成45度角；两片反射镜分别与两片透-反式偏振光分光镜平行放置；两个二分之一玻片分别放置在相对放置的两对透-反式偏振光分光镜和反射镜之间，并且与入射光束垂直。上述技术方案中，匀光系统采用复眼透镜时，所述偏振光转换系统包括两片透-反式偏振光分光镜、一片二分之一玻片和两片反射镜，其中，两片透-反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置，并相互成90度垂直，两片反射镜与两片透-反式偏振光分光镜垂直放置，二分之一玻片放置在两片透-反式偏振光分光镜向入射光束方向的中间并平行于入射光束方向。上述技术方案中，投影机光源为LED光源混合光源或LED白色光源，LED光源混合光源包括蓝色LED光源、绿色LED光源和红色LED光源，蓝色LED光源、绿色LED光源、红色LED光源单独封装的单一芯片或混合封装。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果该微型液晶投影机结构简单合理，通过增设偏振光转换系统，将被废弃掉的那部分偏振光的偏振方向转化为可以利用的偏振方向，使得这一部分的光在投影显示中又可以得到应用，提高了光源利用效率和输出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。
图I是本实用新型的微型液晶投影机第一实施例(偏振光转换系统第一布置结构) 示意图；图2是图I的A部放大结构示意图；图3是本实用新型的微型液晶投影机第一实施例偏振光转换系统的第二布置结构示意图；图4是本实用新型的微型液晶投影机第一实施例偏振光转换系统的第三布置结构示意图；图5是本实用新型的微型液晶投影机第二实施例的结构示意图；图6是图5的B部放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式
的限制。需要理解的是，本实用新型的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本实用新型具体技术方案的限制。本实用新型的微型液晶投影机为了提高光的利用率增设了偏振光转换系统PCS(Polarization conversion system),其工作原理是通过一些装置将被废弃掉的那部分偏振光的偏振方向转化为可以利用的偏振方向，使得这一部分的光在投影显示中又可以得到应用，来大幅度的提高光能利用率，从而提高投影显示的亮度。该微型液晶投影机的具体结构包括投影机光源、光源准直系统、匀光系统、偏振光转换系统、硅基液晶显示器组件和投影镜头系统。匀光系统可以使用光棒或复眼透镜进行匀光，其中，实施例一中的匀光系统使用光棒进行匀光；实施例二中的匀光系统使用复眼透镜进行匀光。如图I所示，在实施例一中，投影机光源为LED光源，提供投影机所需的光源；该LED光源为混合光源，混合光源包括蓝色LED光源I、绿色LED光源2和红色LED光源3，可以为蓝色LED光源I、绿色LED光源2、红色LED光源3单独封装的单一芯片，也可为三个颜色混合封装；该LED光源也可以为LED白色光源。光源准直系统的作用是把投影机光源发出的光收集，使得成为平行光线并向一个方向传播，包括收集及准直透镜系统和光源混合系统，其中，收集及准直透镜系统包括沿光路顺次设置在每个LED光源后的镜片4、5、6。光源混合系统包括滤光片7和反射镜8，将从多色LED光源发出的光束合成一束光路以便于投影的应用。匀光系统的作用是使光线均匀并且光斑形状与液晶微显示器件的画面形状相符，包括沿光路顺次设置的镜片9和导光体光棒10。偏振光转换系统的作用是把从匀光系统出射的平行光束转化为偏振光并且把无用偏振方向的偏振光转化为可以使用的偏振光，具体结构包括透-反式偏振光分光镜(PBS) 11、二分之一玻片12和反射镜13，偏振光转换系统的三种元件的布置又分成三种结构如图2所示(箭头代表光线传播方向)，第一种布置结构透-反式偏振光分光镜11与入射光线成45度角放置,反射镜13与透-反式偏振光分光镜11平行放置，二分之一玻片12放置在透-反式偏振光分光镜11和反射镜13之间并处在光束出射的位置。这样，当光束通过透-反式偏振光分光镜11时将分成透过和反射两个部分，两个部分具有相互相差 90度的偏振方向。透过透-反式偏振光分光镜11的光线被反射镜13反射出来遇到二分之一玻片12时其偏振方向转换90度,变成与从透过透-反式偏振光分光镜11反射出来的光束相同的偏振方向，因此实现了偏振光翻转的目的。如图3所示(箭头代表光线传播方向)，第二种布置结构二分之一玻片12放置在透-反式偏振光分光镜11和反射镜13 (反射镜可以采用棱镜替代)中间并与入射光线垂直，且透-反式偏振光分光镜11与入射光线成45度角放置,反射镜13与透-反式偏振光分光镜11平行放置。这样，当光束通过透-反式偏振光分光镜11时将分成透过和反射两个部分，两个部分具有相互相差90度的偏振方向。透过透-反式偏振光分光镜11的光线经过二分之一玻片12时，光束的偏振方向旋转90度,变成与从透反式偏振光分光镜11反射出的光束具有相同的偏振方向，再被反射镜13反射出来，因此实现了偏振光翻转的目的。如图4所示(箭头代表光线传播方向)，第三种布置结构采用两片透-反式偏振光分光镜11，两片二分之一玻片12,两片反射镜13,其中两片透-反式偏振光分光镜11相对垂直放置，并分别与入射光线成45度角；两片反射镜13分别与两片透-反式偏振光分光镜11平行放置；两个二分之一玻片12分别放置在相对放置的两对透-反式偏振光分光镜11和反射镜13之间，并且与入射光束垂直。入射光束集中在两片垂直放置的透-反式偏振光分光镜投影所覆盖的区域入射到两片透-反式偏振光分光镜11上，这样每一片透-反式偏振光分光镜都可以产生一束投射光和一束反射光，两束光具有相差90度的偏振方向。当从透-反式偏振光分光镜11反射出的光束向其相对应的反射镜13传播时遇到二分之一玻片12后,其偏振方向将旋转90度变成与投射出透-反式偏振光分光镜的光束相同的偏振方向。再经过反射镜13的反射汇入从透-反式偏振光分光镜11中投射出的光束中完成偏振光翻转的目的。此种布置结构可以有效的减小各种光学片使用的尺寸，更有利于投影机的微型化。硅基液晶显示器组件的作用是对入射光进行调制达到显示信息的功能，包括场镜系统，以及偏振光分光镜14、娃基液晶微型显不器15和反射镜16。场镜系统包括镜片17和镜片18。投影镜头系统19的作用是对硅基液晶显示器件的图像进行放大。[0028]如图5所示，在实施例二中，投影机光源为LED光源，提供投影机所需的光源；该LED光源为混合光源，混合光源包括蓝色LED光源21、绿色LED光源22和红色LED光源23，可以为蓝色LED光源21、绿色LED光源22、红色LED光源23单独封装的单一芯片，也可为三个颜色混合封装；该LED光源也可以为白色LED光源。光源准直系统的作用是把投影机光源发出的光收集，使得成为平行光线并向一个方向传播，包括收集及准直透镜系统和光源混合系统，其中，收集及准直透镜系统包括沿光路顺次设置在每个LED光源后的镜片24、25。光源混合系统包括滤光片26，将从多色LED光源发出的光束合成一束光路以便于投影的应用。如图6所示(箭头代表光线传播方向)，偏振光转换系统的作用是把从匀光系统出射的平行光束转化为偏振光并且把无用偏振方向的偏振光转化为可以使用的偏振光，具体结构包括两片透-反式偏振光分光镜(PBS) 27、一片二分之一玻片28和两片反射镜29,其中两片透-反式偏振光分光镜(PBS) 27与入射光线成45度角放置，并相互成90度垂直，两片反射镜29与两片透-反式偏振光分光镜27垂直放置,二分之一玻片28放置在两 片透-反式偏振光分光镜27向入射光束方向的中间并平行于入射光束方向。当光束通过透-反式偏振光分光镜(PBS) 27时将分成透过和反射两个部分，两个部分具有相互相差90度的偏振方向。当光束入射一片透-反式偏振光分光镜(PBS) 27上时,被反射的光线先透过二分之一玻片28后期偏振方向选择90度变成可以透过透-反式偏振光分光镜(PBS) 27的偏振光，当透过二分之一玻片28的光束继续前进时遇到另一片透-反式偏振光分光镜(PBS)27而透过，在最后一片反射镜29上被反射出系统。这样既实现了偏振光转换的功能。匀光系统采用复眼透镜30的匀光系统，作用是使光线均匀并且光斑形状与液晶微显示器件的画面形状相符。硅基液晶显示器组件的作用是对入射光进行调制达到显示信息的功能，包括场镜系统，以及偏振光分光镜31和娃基液晶微型显不器32。场镜系统包括镜片33和镜片34，以及反射镜35。投影镜头系统36的作用是对硅基液晶显示器件的图像进行放大。该微型液晶投影机结构简单合理，通过增设偏振光转换系统，将被废弃掉的那部分偏振光的偏振方向转化为可以利用的偏振方向，使得这一部分的光在投影显示中又可以得到应用，提高了光源利用效率和输出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种微型液晶投影机，其特征在于，包括投影机光源、光源准直系统、匀光系统、偏振光转换系统、硅基液晶显示器组件和投影镜头系统；其中，所述偏振光转换系统用于将从所述勻光系统出射的平行光束转化为偏振光并且把无用偏振方向的偏振光转化为可以使用的偏振光，具体包括沿光路设置的透-反式偏振光分光镜、二分之一玻片和反射镜。
2.根据权利要求1所述的微型液晶投影机，其特征在于所述匀光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，所述偏振光转换系统的布置结构为所述透-反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置，所述反射镜与透-反式偏振光分光镜平行放置，所述ニ分之ー玻片放置在透-反式偏振光分光镜和反射镜之间并处在光束出射的位置。
3.根据权利要求1所述的微型液晶投影机，其特征在于所述匀光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，所述偏振光转换系统的布置结构为所述二分之 一玻片放置在透-反式偏振光分光镜和反射镜中间并与入射光线垂直，且所述透-反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置，所述反射镜与透-反式偏振光分光镜平行放置。
4.根据权利要求1所述的微型液晶投影机，其特征在于所述匀光系统包括沿光路顺次设置的镜片和导光体光棒时，所述偏振光转换系统采用两片所述透-反式偏振光分光镜、两片二分之ー玻片和两片反射镜，其中，所述两片透-反式偏振光分光镜相对垂直放置，并分别与入射光线成45度角；所述两片反射镜分别与两片透-反式偏振光分光镜平行放置；所述两个二分之ー玻片分别放置在相对放置的两对透-反式偏振光分光镜和反射镜之间，并且与入射光束垂直。
5.根据权利要求1所述的微型液晶投影机，其特征在于所述匀光系统采用复眼透镜时，所述偏振光转换系统包括两片透-反式偏振光分光镜、一片二分之ー玻片和两片反射镜，其中，所述两片透反式偏振光分光镜与入射光线成45度角放置，并相互成90度垂直，所述两片反射镜与两片透-反式偏振光分光镜垂直放置，二分之ー玻片放置在两片透反式偏振光分光镜向入射光束方向的中间并平行于入射光束方向。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的微型液晶投影机，其特征在于所述投影机光源为LED光源混合光源或LED白色光源，所述LED光源混合光源包括蓝色LED光源、绿色LED光源和红色LED光源，所述蓝色LED光源、绿色LED光源、红色LED光源单独封装的单ー芯片或混合封装。
专利摘要本实用新型公开了一种微型液晶投影机。该微型液晶投影机包括投影机光源、光源准直系统、匀光系统、偏振光转换系统、硅基液晶显示器组件和投影镜头系统；其中，偏振光转换系统用于将从匀光系统出射的平行光束转化为偏振光并且把无用偏振方向的偏振光转化为可以使用的偏振光，具体包括沿光路设置的透-反式偏振光分光镜、二分之一玻片和反射镜。该微型液晶投影机结构简单合理，通过增设偏振光转换系统，将被废弃掉的那部分偏振光的偏振方向转化为可以利用的偏振方向，使得这一部分的光在投影显示中又可以得到应用，提高了光源利用效率和输出效率，投影亮度更高，投影性能更加可靠。
文档编号G02B27/09GK202758164SQ20122042555
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者高志强, 赵远, 杨伟梁 申请人:广景科技有限公司