专利名称：一种lcos数字电视的光机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光机，特别是一种LC0S数字电视的光机。
背景技术：
目前大多数数字电视的光机采用穿透式投影技术，使得光的利用率不高(3%左 右)，影像亮度不足；采用穿透式投影技术的光机多采用双玻璃基板结构，然而玻璃基板上 的a-si TFT阵列技术复杂，不够成熟。 目前还有许多光机采用单片式Color Wheel光学引擎，单片式Color Wheel光学 引擎是以快速旋转的ColorSwitch色彩交换器将白光形成循序的红、蓝、绿光，并将三原色 光与驱动程式产生的红、蓝、绿画面，同步形成分色影像，再藉由人眼视觉暂留的特性，最后 在人脑产生彩色的投影画面，因此单片式Color Wheel光学引擎虽然系统架构比较简单，且 光学引擎的空间也相对较小，然而在技术上有一定的困难，以Color Wheel色轮而言，白光 经偏极化后的光源仅为先前的1/3，亮度明显降低，此外，由于LC0S面板得在红、蓝、绿画面 快速的切换下合成影像，因此面板反应速度的要求更高，使得生产的难度也相形提高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种光利用率向、技术成熟、有产生高亮度且色彩饱满 的画面的光机。 本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的一种LC0S数字电 视的光机，包括照明光源、聚光透镜、滤光器、分色镜、设有IT0导电玻璃基板及液晶层的 LCOS微型器件、合光棱镜、投影透镜，所述聚光透镜、滤光器、分色镜、设有IT0导电玻璃基 板及液晶层的LC0S微型器件、合光棱镜、投影透镜设置于一个立方体机壳中，所述LC0S微 型器件为设有反射涂层的反射式硅基板。照明光源产生一束白光，光束穿过一个聚光透镜 (负责聚焦和对准光线)，再穿过一个滤光器(过滤紫外光或红外光，这样可以使其他元件 免受损害)，光束穿过一系列分色镜，产生三束色光(红光、绿光及蓝光)，产生的色光分别 同时与三个LC0S微型器件之一相接触，LC0S微型器件反射出来的光线穿过一个合光棱镜， 这个合光棱镜能够将这些光线组合在一起，然后，合光棱镜把合成的光线投射到一个投影 透镜中。采用硅基板是因为单晶硅拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路， 使光机容易产生高解析度的画面。采用反射式光利用效率可达80%以上，与背景技术中穿 透式投影技术光利用率的3%相较，可减少耗电，并可产生较高的亮度。 作为优选，所述反射式硅基板上设有控制所述液晶层中液晶的CMOS晶体管阵列。 CMOS阵列相对背景技术中的TFT阵列，生产技术更成熟。 作为优选，它包括用于反射入射光S偏光并让P偏光通过的PBS偏极化分光镜或 偏振膜。通常LC0S光学系统中需要利用PBS偏极化分光镜，将入射LC0S微型器件的光线 与反射的光线分开。PBS是由两个45度等腰直角棱镜底边粘合的而成的棱镜，当非线性偏 极化光入射PBS偏极化分光镜时，PBS偏极化分光镜会反射入射光的S偏振光(垂直入射线平面)，并且让P偏振光(平行入射线平面)通过。 作为优选，所述PBS偏极化分光镜或偏振膜位于每一个反射式硅基板的向光侧。 作为优选，它为三片式光学引擎。三片式成像技术在光源的利用率上能够达到单 片式成像技术的一倍左右，同时，相对单片式成像技术同样的光源和电力消耗可以产生更 加明亮的画面。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果 1、由于单晶硅拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路，所以使光 机容易产生高解析度的画面； 2、采用反射式光利用效率可达80%以上，与背景技术中穿透式投影技术光利用率 的3%相较，可减少耗电，并可产生较高的亮度； 3、三片式成像技术在光源的利用率上能够达到单片式成像技术的一倍左右，同 时，相对单片式成像技术同样的光源和电力消耗可以产生更加明亮的画面，色彩也更饱满。
图1是本实用新型光学引擎结构与光路行进示意图； 图2是本实用新型LC0S微型器件结构示意图； 图中，1、照明光源，2、聚光透镜，31、第一反射镜，32、第二反射镜，33、第三反射镜， 4、滤光器，51、第一分色镜，52、第二分色镜，53、第三分光镜，61 (62,63) 、 LC0S微型器件， 71 (72,73)、 PBS偏极化分光镜，8、合光棱镜，9、投影透镜，611、硅基板，612、 CMOS晶体管阵 列，613 、液晶层，614 、反射涂层，615 、 I TO导电玻璃基板。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领 域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但 只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。 实施例1 :如图1所示，一种LC0S数字电视的光机，包括照明光源1、聚光透镜2、 第一反射镜31、第二反射镜32、第三反射镜33、滤光器4、第一分色镜51、第二分色镜52、第 三分色镜53、 LC0S微型器件61 (62， 63) 、 PBS偏极化分光镜71 (72， 73)、合光棱镜8、投影透 镜9，所述聚光透镜2、第一反射镜31、第二反射镜32、第三反射镜33、滤光器4、第一分色镜 51、第二分色镜52、第三分色镜53、LC0S微型器件61 (62， 63)、合光棱镜8、投影透镜9设置 于一个立方体机壳中(图中未示出)。 光路行进过程如图l所示，照明光源l产生一束白光，光束穿过一个聚光透镜 2 (负责聚焦和对准光线)，再通过第一反射镜31反射到一个滤光器4，过滤掉紫外光及红 外光，以免对LC0S微型器件61(62，63)造成损害，之后，光束穿过第一分色镜51、第二分色 镜52、第三分色镜53产生三束色光(红光、绿光、蓝光)，且在第二反射镜32、第三反射镜 33的帮助下，三束色光分别照射到相应的PBS偏极化分光镜71 (72， 73)而后反射到相应的 LC0S微型器件61 (62， 63)，再反射至一个合光棱镜8，这个合光棱镜8将这些光线组合在一 起产生一个全色影像投射到一个投影透镜9中。 照明光源1、聚光透镜2、第一反射镜31位于滤光器4 一侧，照明光源1垂直于聚 光透镜2的光轴，第一反射镜31位于聚光透镜2的焦平面上，与聚光透镜2的光轴呈45度
4角，且第一反射镜31亦位于滤光器4的焦平面上，与滤光器4的光轴呈135度角；第一分色 镜51、第二分色镜52分别位于滤光器4另一侧的焦平面上，且分别与滤光器4的光轴呈45 度或135度角，第二反射镜32与第二分色镜52相互平行设置，第三反射镜33与第一分色 镜51相互平行设置，第三分色镜53与第二反射镜32垂直且位于同一高度，PBS偏极化分光 镜71 (72， 73)分别与第一分色镜51、第二分色镜52、第三分色镜53的光轴呈45度角，LC0S 微型器件61 (62,63)分别与第一分色镜51、第二分色镜52、第三分色镜53的光轴呈45度 角，合光棱镜8位于三个PBS偏极化分光镜71 (72， 73)光轴的相交处，投影透镜9与合光棱 镜8的光轴垂直。 分色镜的原理分色镜能够反射某些波长的光线而允许其余光线穿过。例如，一面 分色镜可以把红光从白光中分离出去，留下蓝光和绿光，而另一面分色镜可以再把绿光分 离出来，只留下蓝光。 PBS偏极化分光镜71 (72， 73)由两个45度等腰直角棱镜底边粘合而成。光分为P 光和S光，PBS偏极化分光镜71 (72， 73)的作用是让P光通过，让S光反射，三束色光分别通 过各自的PBS偏极化分光镜71 (72， 73)后，会反射S偏光进入LC0S微型器件61 (62， 63)，当 液晶显示为亮态时，S偏光将改变成P偏光，最后以合光棱镜8组合调变过的三道偏极光， 投射到投影透镜9。 LC0S微型器件61 (62,63)的结构如图2所示，包括硅基板611、液晶层613、IT0导 电玻璃基板615。硅基板611上设有CMOS晶体管阵列612，在CMOS晶体管阵列612上设有 反射涂层614， ITO导电玻璃基板615与硅基板611粘合，并在ITO导电玻璃基板615与硅 基板611之间设有液晶层613。 CMOS晶体管阵列612作为像素电极由一个M0S管和一个存 储电容组成。当光投射到LC0S微型器件61(62，63)上，液晶层613中的液晶起着像门或阀 那样的作用，控制到达反射涂层614的光线的数量。相应像素电极的晶体管接收到的电压 越高，该晶体管允许通过的光线也就越多，则所形成的画面也明亮。
权利要求一种LCOS数字电视的光机，包括照明光源、聚光透镜、滤光器、分色镜、设有ITO导电玻璃基板及液晶层的LCOS微型器件、合光棱镜、投影透镜，所述聚光透镜、滤光器、分色镜、设有ITO导电玻璃基板及液晶层的LCOS微型器件、合光棱镜、投影透镜设置于一个立方体机壳中，其特征在于所述LCOS微型器件为设有反射涂层的反射式硅基板。
2. 根据权利要求1所述的一种LCOS数字电视的光机，其特征在于所述反射式硅基板 上设有控制所述液晶层中液晶的CMOS晶体管阵列。
3. 根据权利要求l所述的一种LCOS数字电视的光机，其特征在于它包括用于反射入 射光S偏光并让P偏光通过的PBS偏极化分光镜或偏振膜。
4. 根据权利要求3所述的一种LC0S数字电视的光机，其特征在于所述PBS偏极化分 光镜或偏振膜位于每一个反射式硅基板的向光侧。
5. 根据权利要求l所述的一种LCOS数字电视的光机，其特征在于它为三片式光学引擎。
专利摘要本实用新型涉及一种光机，特别是一种LCOS数字电视的光机。本实用新型是通过以下技术方案得以实现的一种LCOS数字电视的光机，包括照明光源、聚光透镜、滤光器、分色镜、设有ITO导电玻璃基板及液晶层的LCOS微型器件、合光棱镜、投影透镜，所述聚光透镜、滤光器、分色镜、设有ITO导电玻璃基板及液晶层的LCOS微型器件、合光棱镜、投影透镜设置于一个立方体机壳中，所述LCOS微型器件为设有反射涂层的反射式硅基板。本实用新型解决了现有技术中光利用率不高、画面亮度不足的问题。
文档编号H04N9/31GK201467380SQ20092012464
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者汤季中 申请人:浙江海盛科技股份有限公司