專利名稱：一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種投影機(jī)，尤其涉及一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板(LCOS)投影機(jī)。
背景技術(shù)：
投影機(jī)廣泛用于教育、商業(yè)和家庭中。常見的投影機(jī)一般包括一個(gè)殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的光引擎、電路板、點(diǎn)燈光源和相應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)。根據(jù)光引擎中所用的鏡頭的多少，投影機(jī)又可分為單鏡頭投影機(jī)和三鏡頭投影機(jī)。在設(shè)計(jì)上一般都是先將一光源所產(chǎn)生的白光分離出紅、綠、藍(lán)三色光，分別通過三個(gè)液晶光閥對(duì)三色光進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的三色光根據(jù)單鏡頭或三鏡頭設(shè)計(jì)的不同采用不同的方法進(jìn)行處理。在單鏡頭投影機(jī)中，是將三色光用合色元件加以合成并由單一鏡頭投影成像。在三鏡頭投影機(jī)中，是將三色光分別經(jīng)由不同的三個(gè)鏡頭投射至同一熒幕上成像。其中單鏡頭投影機(jī)具有體積小、方便攜帶的特點(diǎn)，但其后焦距較長，鏡頭口徑要求加大，而且所使用的鏡頭與分光鏡等光學(xué)組件對(duì)品質(zhì)、精度的要求很高，導(dǎo)致成本較高。而三鏡頭投影機(jī)可在較短距離內(nèi)投射出較大畫面，畫面亮度和對(duì)比度都比單鏡頭投影機(jī)有很大的提高。
投影機(jī)根據(jù)其中的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，又可分為LCD(Liquid CrystalDisplay液晶板)投影機(jī)、CRT(Cathode Ray Tube陰極射線管)投影機(jī)、DLP(Digital Light Processor數(shù)碼光輸處理器)投影機(jī)和LCOS(反射式硅基液晶技術(shù))投影機(jī)。
在反射式液晶板投影機(jī)(LCOS投影機(jī))中，是將晶體管作為像素點(diǎn)液晶的開關(guān)控制單元做在一層硅基板上，硅基板(也稱反射電極層)位于液晶層的下面，用于像素地址尋址的各種控制電極和電極間的絕緣層位于硅基板的下面，整個(gè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)3D立體排列方式。來自光源的光不能穿透反射電極層，而是被反射電極層反射，避免了下面的各種結(jié)構(gòu)層對(duì)光線的阻擋。因此，采用反射式硅基液晶技術(shù)的液晶板的光圈比率可以作到93％(DLP技術(shù)中的光圈比率為88％，而透射式LCD的液晶板的光圈比率為40-60％)，因此，采用反射式硅基液晶技術(shù)的投影機(jī)對(duì)光源的利用率更高，可以實(shí)現(xiàn)更高的亮度輸出。
現(xiàn)有技術(shù)采用反射式硅基液晶技術(shù)(LCOS)的投影系統(tǒng)，其工作原理分為兩類，在第一類反射式硅基液晶投影系統(tǒng)中，由照明光學(xué)單元產(chǎn)生的平行光經(jīng)偏振光發(fā)生裝置處理，射出偏振方向一致的S偏振光；該S偏振光進(jìn)入色光分離光學(xué)單元分離成紅、綠、藍(lán)三色光。紅、綠、藍(lán)三色光分別經(jīng)相應(yīng)的液晶調(diào)制裝置進(jìn)行相位差調(diào)節(jié)，到達(dá)合色棱鏡。最后由合色棱鏡對(duì)液晶光閥調(diào)制的三色光(調(diào)制光)進(jìn)行合成，生成表現(xiàn)彩色圖像的合成光。由合色棱鏡生成的合成光被沿投影鏡頭的方向射出，由投影鏡頭將彩色圖像投射顯示在屏幕上。
上述現(xiàn)有技術(shù)的液晶投影系統(tǒng)中的合色棱鏡能反射紅色光與藍(lán)色光，通過綠色光，使得三色光生成表現(xiàn)彩色圖像的合成光。但是合色棱鏡在使用的過程中，影響了光的透過率，使得一般的透過率在94％左右，影響投影效果，且合色棱鏡的加工難度大，成本高。同時(shí)由于其采用同一個(gè)鏡頭對(duì)三色光投影，由于鍍膜難度大，透過率和對(duì)比度都不高。并且，由于使用1/2波片，容易產(chǎn)生形變，使從液晶光閥射出的調(diào)制光束發(fā)生亮度不均現(xiàn)象，導(dǎo)致所顯示的圖像出現(xiàn)色斑問題。并有元件多、體積大、顯示分辨率低的問題。
在第二類反射式硅基液晶技術(shù)投影系統(tǒng)中，三色光的分離及合成在菲利浦棱鏡中完成。這種三色棱鏡組合(TPA)僅與一組PBS共同組成了投影系統(tǒng)的核心技術(shù)。從照明光學(xué)單元發(fā)出的平行偏振光到達(dá)PBS反射進(jìn)入TPA，TPA棱鏡表面的薄膜用于分開紅色光和藍(lán)色光，透射綠色光，分別到達(dá)各自的反射式硅基液晶裝置(R-LCOS、G-LCOS、B-LCOS)，經(jīng)調(diào)制后按原光路反射回PBS，再透射過PBS進(jìn)入投影鏡頭成像至顯示屏幕上。此現(xiàn)有技術(shù)的液晶投影系統(tǒng)由于三色偏振光在同一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)TPA中分離和合成，因此對(duì)組成TPA的棱鏡的薄膜的設(shè)計(jì)要求很高，難以做到理想效果，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的光利用率損失并降低了顯示顏色的逼真度和對(duì)比度。這類系統(tǒng)還有其它的變化形式，但都存在只采用同一個(gè)投影鏡頭和三色光共用同一個(gè)PBS所帶來的成像缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的，就是為了解決上述問題而提供一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的光引擎、電路板、點(diǎn)燈器、光源、電源和相應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)，所述的光引擎包括照明光學(xué)單元、色光分離光學(xué)單元、電光調(diào)制單元和投影光學(xué)單元，其特點(diǎn)是，所述的電光調(diào)制單元包括三組電光調(diào)制裝置，所述的投影光學(xué)單元包括三個(gè)投影鏡頭，三組電光調(diào)制裝置分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)投影鏡頭分別設(shè)置在三組電光調(diào)制裝置的出射光路上；所述的三組電光調(diào)制裝置各包括一個(gè)偏振棱鏡和一個(gè)反射式硅基液晶板，三個(gè)偏振棱鏡分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)反射式硅基液晶板分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的后面，并分別垂直于紅、綠、藍(lán)三色光的入射方向，即三個(gè)投影鏡頭與三個(gè)反射式硅基液晶板分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的前后兩邊。
所述的三個(gè)偏振棱鏡的前端面上各設(shè)有一塊偏振片。
所述的三個(gè)偏振棱鏡的后端面上各設(shè)有一塊偏振片。
所述的三個(gè)投影鏡頭分別針對(duì)紅光、藍(lán)光和綠光鍍?cè)鐾改ぁ?br> 本實(shí)用新型一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)由于采用了三組電光調(diào)制裝置和三個(gè)投影鏡頭，大大提高了光的顯示分辨率和利用率，并消除了色差，提高了顯示顏色的逼真度和對(duì)比度。


圖1是本實(shí)用新型一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)中的光引擎的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的光引擎、電路板、點(diǎn)燈器、光源、電源和相應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)。其中的光引擎如圖1所示，它包括照明光學(xué)單元1、色光分離光學(xué)單元2、電光調(diào)制單元3和投影光學(xué)單元4。其中的電光調(diào)制單元3包括三組電光調(diào)制裝置31、32、33，投影光學(xué)單元4包括三個(gè)投影鏡頭41、42、43，三組電光調(diào)制裝置31、32、33分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)投影鏡頭41、42、43分別設(shè)置在三組電光調(diào)制裝置的出射光路上。其中，三組電光調(diào)制裝置(31、32、33)各包括一個(gè)偏振棱鏡(311、321、331)和一個(gè)反射式硅基液晶板(312、322、332)，三個(gè)偏振棱鏡311、321、331分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)反射式硅基液晶板312、322、332分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的后面，并分別垂直于紅、綠、藍(lán)三色光的入射方向，即三個(gè)投影鏡頭41、42、43與三個(gè)反射式硅基液晶板312、322、332分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡311、321、331的前后兩邊。
本實(shí)用新型一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)中的三個(gè)投影鏡頭分別針對(duì)紅光、藍(lán)光和綠光鍍?cè)鐾改?，該增透膜的透過率指標(biāo)大于99.7％，最好大于99.85％。
本實(shí)用新型一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)還可以在三個(gè)偏振棱鏡的前端面上各設(shè)置一塊偏振片，或在三個(gè)分色棱鏡的后端面上各設(shè)置一塊偏振片。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的光引擎、電路板、點(diǎn)燈器、光源、電源和相應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)，所述的光引擎包括照明光學(xué)單元、色光分離光學(xué)單元、電光調(diào)制單元和投影光學(xué)單元，其特征在于所述的電光調(diào)制單元包括三組電光調(diào)制裝置，所述的投影光學(xué)單元包括三個(gè)投影鏡頭，三組電光調(diào)制裝置分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)投影鏡頭分別設(shè)置在三組電光調(diào)制裝置的出射光路上；所述的三組電光調(diào)制裝置各包括一個(gè)偏振棱鏡和一個(gè)反射式硅基液晶板，三個(gè)偏振棱鏡分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)反射式硅基液晶板分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的后面，并分別垂直于紅、綠、藍(lán)三色光的入射方向，即三個(gè)投影鏡頭與三個(gè)反射式硅基液晶板分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的前后兩邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)偏振棱鏡的前端面上各設(shè)有一塊偏振片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)偏振棱鏡的后端面上各設(shè)有一塊偏振片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三鏡頭全數(shù)字反射式投影機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)投影鏡頭分別針對(duì)紅光、藍(lán)光和綠光鍍?cè)鐾改ぁ?br> 專利摘要本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)，其特點(diǎn)是，其中的電光調(diào)制單元包括三組電光調(diào)制裝置，投影光學(xué)單元包括三個(gè)投影鏡頭。三組電光調(diào)制裝置各包括一個(gè)偏振棱鏡和一個(gè)反射式硅基液晶板，三個(gè)偏振棱鏡分別設(shè)置在色光分離光學(xué)單元分離出的紅、綠、藍(lán)三色光路上，三個(gè)投影鏡頭與三個(gè)反射式硅基液晶板分別設(shè)置在三個(gè)偏振棱鏡的前后兩邊。本實(shí)用新型改進(jìn)型三鏡頭反射式液晶板投影機(jī)由于采用了三組電光調(diào)制裝置和三個(gè)投影鏡頭，大大提高了亮度和對(duì)比度。
文檔編號(hào)G02B27/18GK2890999SQ20062003953
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者鄧運(yùn)明 申請(qǐng)人:上海信誠至典網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司, 九江3T數(shù)字投影技術(shù)發(fā)展有限公司