專利名稱:結(jié)構(gòu)緊湊的三片式lcos投影機光學(xué)引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎,屬光 電顯示的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
背景技術(shù):
中有一種采用三色LED照明的LCOS投影機光學(xué)引擎, 如本發(fā)明人申請的申請?zhí)柡桶l(fā)明名稱分別為"200710042362.7"和 "三色LED照明的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎"的中國發(fā)明專利。 所述的光學(xué)引擎采用紅、綠和藍三色LED光源作照明光源;紅、 綠和藍三色光的三個結(jié)構(gòu)相同的照明系統(tǒng);所述的三個照明系統(tǒng)以各 自的光軸互相平行的方式排列在X形合色棱鏡的一側(cè);紅、綠和藍 三色光LED的三個發(fā)光芯片安裝在同一塊散熱板上。雖然所述的光 學(xué)引擎具有壽命長,顯示圖像色域?qū)拸V,飽和度高,系統(tǒng)中沒有紫外 和紅外光,散熱簡單,工作穩(wěn)定可靠,不需要對光源進行分色,系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡單,有利于降低成本的優(yōu)點,但所述的三個照明系統(tǒng)的光軸不 在同一個平面和與投影鏡頭的光軸垂直,使所述的光學(xué)引擎結(jié)構(gòu)松 散,體積龐大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是推出一種結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué)引 擎,該光學(xué)引擎有背景技術(shù)的全部優(yōu)點,卻沒有背景技術(shù)的缺點,整 體結(jié)構(gòu)小巧,適于作掌上型投影系統(tǒng)的光學(xué)引擎。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是,在背景技術(shù)所述的 光學(xué)引擎的基礎(chǔ)上作以下改進,在紅、綠、藍光照明系統(tǒng)中引入三個 光軸轉(zhuǎn)向器件和在綠光照明系統(tǒng)中引入光路加長結(jié)構(gòu),旨使紅、綠、 藍光照明系統(tǒng)各自的從LED光源至光軸轉(zhuǎn)向器件部分的光軸朝逆時 針方向轉(zhuǎn)動90° 、互相平行、與投影鏡頭的光軸平行、居同一平面
和位于投影鏡頭的下方,紅、綠、藍光照明系統(tǒng)的三個LED發(fā)光芯 片的發(fā)光面居同一平面,三個LED發(fā)光芯片可安裝在同一塊散熱平 板上,散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化,所述的光學(xué)引擎的尺寸減小。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 一種結(jié)構(gòu)緊湊的三片式 LCOS投影機光學(xué)引擎,含紅光偏振分光棱鏡71、綠光偏振分光棱鏡 72、藍光偏振分光棱鏡73、 X形合色棱鏡74,紅光對比度補償片81、 綠光對比度補償片82、藍光對比度補償片83,紅光LCOS顯示芯片 91、綠光LCOS顯示芯片92、藍光LCOS顯示芯片93,投影鏡頭10, 紅光LEDll、綠光LED12、藍光LED13和紅、綠、藍光照明系統(tǒng)2、 3、 4,紅光照明系統(tǒng)2含紅光聚光器21、紅光勻光光棒22、紅光中 繼透鏡組23和紅光預(yù)起偏器24,綠光照明系統(tǒng)3含綠光聚光器31、 綠光勻光光棒32、綠光中繼透鏡組33和綠光預(yù)起偏器34,藍光照明 系統(tǒng)4含藍光聚光器41、藍光勻光光棒42、藍光中繼透鏡組43和藍 光預(yù)起偏器44,紅光聚光器21、紅光勻光光棒22、紅光中繼透鏡組 23和紅光預(yù)起偏器24以它們的光軸重合的方式依次排列,綠光聚光 器31、綠光勻光光棒32、綠光中繼透鏡組33和綠光預(yù)起偏器34以 它們的光軸重合的方式依次排列,藍光聚光器41、藍光勻光光棒42、 藍光中繼透鏡組43和藍光預(yù)起偏器44以它們的光軸重合的方式依次 排列,紅光LED11以其光軸與紅光聚光器21的光軸重合的方式與紅 光聚光器21光學(xué)耦合,綠光LED12以其光軸與綠光聚光器31的光 軸重合的方式與綠光聚光器31光學(xué)耦合,藍光LED13以其光軸與藍 光聚光器41的光軸重合的方式與藍光聚光器41光學(xué)耦合,紅光偏振 分光棱鏡71、綠光偏振分光棱鏡72、藍光偏振分光棱鏡73和X形 合色棱鏡74光學(xué)耦合成傳統(tǒng)的合色組件7,紅光預(yù)起偏器24以其光 軸與紅光偏振分光棱鏡71的照明光入射面的光軸重合的方式與紅光 偏振分光棱鏡71的照明光入射面光學(xué)耦合,綠光預(yù)起偏器34以其光 軸與綠光偏振分光棱鏡72的照明光入射面的光軸重合的方式與綠光 偏振分光棱鏡72的照明光入射面光學(xué)耦合,藍光預(yù)起偏器44以其光 軸與藍光偏振分光棱鏡73的照明光入射面的光軸重合的方式與藍光偏振分光棱鏡73的照明光入射面光學(xué)耦合,紅光對比度補償片81、 綠光對比度補償片82、藍光對比度補償片83,紅光LCOS顯示芯片 91、綠光LCOS顯示芯片92、藍光LCOS顯示芯片93、投影鏡頭10 和合色組件7 —起光學(xué)耦合成傳統(tǒng)的LCOS圖像投影光學(xué)系統(tǒng),其特 征在于,紅、綠和藍光照明系統(tǒng)2、 3和4還分別含有使光軸朝逆時 針方向轉(zhuǎn)動90°的紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍 光光軸轉(zhuǎn)向器件45,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25以其光軸與紅光照明系統(tǒng) 2的光軸重合的方式放置在紅光照明系統(tǒng)2中,綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35 以其光軸與綠光照明系統(tǒng)3的光軸重合的方式放置在綠光照明系統(tǒng)3 中,藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45以其光軸與藍光照明系統(tǒng)4的光軸重合的 方式放置在藍光照明系統(tǒng)4中,紅光LEDll、綠光LED12和藍光 LED13的發(fā)光芯片安裝在一塊異形的散熱平板上或分別安裝在三塊 散熱平板上。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、 綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45分別放置在紅光中繼透 鏡組23、綠光中繼透鏡組33和藍光中繼透鏡組43中。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進一歩特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、 綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45是平面反射鏡。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、 綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步特征在于,綠光照明系統(tǒng)3中還含光 路加長結(jié)構(gòu)36,光路加長結(jié)構(gòu)36將綠光照明系統(tǒng)3的光路長度增加 至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED11和藍光LED13的發(fā)光面居同 一平面,紅光LEDll、綠光LED12和藍光LED13的發(fā)光芯片安裝在 同一塊散熱平板上。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進一步特征在于,光路加長結(jié)構(gòu)36是光棒 或透鏡組。
與背景技術(shù)相比,本發(fā)明有以下優(yōu)點結(jié)構(gòu)緊湊,系統(tǒng)體積小, 方便應(yīng)用于小型或者掌上型投影儀中。
圖1是本發(fā)明的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎的實施例1的結(jié)構(gòu) 示意圖之一。
圖2是本發(fā)明的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎的實施例1的結(jié)構(gòu) 示意圖之二。
圖1和2中未示出散熱平板。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案和工作原理。
實施例1除以下不同外,本實施例具有與發(fā)明內(nèi)容所述的光學(xué)引 擎完全相同的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1和圖2。所述的不同點計有 紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45 是平面反射鏡;三片平面反射鏡分別放置在紅光中繼透鏡組23、綠 光中繼透鏡組33和藍光中繼透鏡組43中;綠光照明系統(tǒng)3中有光路 加長結(jié)構(gòu)36,光路加長結(jié)構(gòu)36是光棒,該光棒將綠光照明系統(tǒng)3的 光路長度增加至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED11和藍光LED13 的發(fā)光面居同一平面,紅光LEDll、綠光LED12和藍光LED13的發(fā) 光芯片安裝在同一塊散熱平板上。
現(xiàn)以紅光投射光路為例,說明本實施例的工作原理紅光LEDll 發(fā)出的紅光被紅光聚光器21收集并將發(fā)散角壓縮,從紅光聚光器21 射出的紅光進入紅光勻光光棒22,紅光勻光光棒22將紅光均勻化后 從紅光勻光光棒22的出射面出射,進入紅光中繼透鏡組23,紅光中 繼透鏡組23中的紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25—平面反射鏡使紅光朝逆時針 方向轉(zhuǎn)動90° ,經(jīng)過中繼透鏡組23的其他部分,從中繼透鏡組23 射出,進入紅光預(yù)起偏器24,從紅光預(yù)起偏器24出射面出射的紅光 入射到LCOS圖像投影系統(tǒng)。同理,綠光和藍光以相同的工作方式入 射到LCOS圖像投影系統(tǒng)。紅,綠和藍三色光經(jīng)過LCOS圖像投影系 統(tǒng)后將LCOS所顯示的圖像合成為彩色圖像投影到屏幕上。
綠光照明系統(tǒng)3中的所述光棒將綠光照明系統(tǒng)3的光路長度增加
至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED 11和藍光LED13的發(fā)光面位于 同一平面內(nèi),確保紅光LEDll、綠光LED12和藍光LED13的發(fā)光芯 片可以安裝在同一塊散熱平板上。
實施例2除以下不同外,本實施例具有與實施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點計有紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器 件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡。
實施例3除以下不同外,本實施例具有與實施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點計有光路加長結(jié)構(gòu)36是透鏡組。
實施例4除以下不同外,本實施例具有與實施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點計有紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器 件35和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡;光路加長結(jié)構(gòu)36是透鏡組。
權(quán)利要求
1、一種結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎,含紅光偏振分光棱鏡(71)、綠光偏振分光棱鏡(72)、藍光偏振分光棱鏡(73)、X形合色棱鏡(74),紅光對比度補償片(81)、綠光對比度補償片(82)、藍光對比度補償片(83),紅光LCOS顯示芯片(91)、綠光LCOS顯示芯片(92)、藍光LCOS顯示芯片(93),投影鏡頭(10),紅光LED(11)、綠光LED(12)、藍光LED(13)和紅、綠、藍光照明系統(tǒng)(2、3、4),紅光照明系統(tǒng)(2)含紅光聚光器(21)、紅光勻光光棒(22)、紅光中繼透鏡組(23)和紅光預(yù)起偏器(24),綠光照明系統(tǒng)(3)含綠光聚光器(31)、綠光勻光光棒(32)、綠光中繼透鏡組(33)和綠光預(yù)起偏器(34),藍光照明系統(tǒng)(4)含藍光聚光器(41)、藍光勻光光棒(42)、藍光中繼透鏡組(43)和藍光預(yù)起偏器(44),紅光聚光器(21)、紅光勻光光棒(22)、紅光中繼透鏡組(23)和紅光預(yù)起偏器(24)以它們的光軸重合的方式依次排列,綠光聚光器(31)、綠光勻光光棒(32)、綠光中繼透鏡組(33)和綠光預(yù)起偏器(34)以它們的光軸重合的方式依次排列,藍光聚光器(41)、藍光勻光光棒(42)、藍光中繼透鏡組(43)和藍光預(yù)起偏器(44)以它們的光軸重合的方式依次排列,紅光LED(11)以其光軸與紅光聚光器(21)的光軸重合的方式與紅光聚光器(21)光學(xué)耦合,綠光LED(12)以其光軸與綠光聚光器(31)的光軸重合的方式與綠光聚光器(31)光學(xué)耦合,藍光LED(13)以其光軸與藍光聚光器(41)的光軸重合的方式與藍光聚光器(41)光學(xué)耦合,紅光偏振分光棱鏡(71)、綠光偏振分光棱鏡(72)、藍光偏振分光棱鏡(73)和X形合色棱鏡(74)光學(xué)耦合成傳統(tǒng)的合色組件(7),紅光預(yù)起偏器(24)以其光軸與紅光偏振分光棱鏡(71)的照明光入射面的光軸重合的方式與紅光偏振分光棱鏡(71)的照明光入射面光學(xué)耦合,綠光預(yù)起偏器(34)以其光軸與綠光偏振分光棱鏡(72)的照明光入射面的光軸重合的方式與綠光偏振分光棱鏡(72)的照明光入射面光學(xué)耦合,藍光預(yù)起偏器(44)以其光軸與藍光偏振分光棱鏡(73)的照明光入射面的光軸重合的方式與藍光偏振分光棱鏡(73)的照明光入射面光學(xué)耦合,紅光對比度補償片(81)、綠光對比度補償片(82)、藍光對比度補償片(83),紅光LCOS顯示芯片(91)、綠光LCOS顯示芯片(92)、藍光LCOS顯示芯片(93)、投影鏡頭(10)和合色組件(7)一起光學(xué)耦合成傳統(tǒng)的LCOS圖像投影光學(xué)系統(tǒng),其特征在于,紅、綠和藍光照明系統(tǒng)(2、3和4)還分別含有使光軸朝逆時針方向轉(zhuǎn)動90°的紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35)和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45),紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)以其光軸與紅光照明系統(tǒng)(2)的光軸重合的方式放置在紅光照明系統(tǒng)(2)中,綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35)以其光軸與綠光照明系統(tǒng)(3)的光軸重合的方式放置在綠光照明系統(tǒng)(3)中,藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)以其光軸與藍光照明系統(tǒng)(4)的光軸重合的方式放置在藍光照明系統(tǒng)(4)中,紅光LED(11)、綠光LED(12)和藍光LED(13)的發(fā)光芯片安裝在一塊異形的散熱平板上或分別安裝在三塊散熱平板上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué) 引擎,其特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35) 和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)分別放置在紅光中繼透鏡組(23)、綠光 中繼透鏡組(33)和藍光中繼透鏡組(43)中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué) 引擎,其特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35) 和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)分別放置在紅光中繼透鏡組(23)、綠光 中繼透鏡組(33)和藍光中繼透鏡組(43)中,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、 綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35)和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)是平面反射鏡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué) 引擎,其特征在于,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35) 和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)分別放置在紅光中繼透鏡組(23)、綠光 中繼透鏡組(33)和藍光中繼透鏡組(43)中,紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、 綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35)和藍光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)是棱鏡。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機 光學(xué)引擎,其特征在于,光路加長結(jié)構(gòu)(36)是光棒或透鏡組。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機 光學(xué)引擎,其特征在于,光路加長結(jié)構(gòu)(36)是光棒或透鏡組。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機 光學(xué)引擎,其特征在于,光路加長結(jié)構(gòu)(36)是光棒或透鏡組。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)緊湊的三片式LCOS投影機光學(xué)引擎,屬光電顯示的技術(shù)領(lǐng)域。在背景技術(shù)所述的光學(xué)引擎的基礎(chǔ)上作以下改進,在紅、綠、藍光照明系統(tǒng)中引入三個光軸轉(zhuǎn)向器件和在綠光照明系統(tǒng)中引入光路加長結(jié)構(gòu),旨使紅、綠、藍光照明系統(tǒng)各自的從LED光源至光軸轉(zhuǎn)向器件部分的光軸朝逆時針方向轉(zhuǎn)動90°、互相平行、與投影鏡頭的光軸平行、居同一平面和位于投影鏡頭的下方,紅、綠、藍光照明系統(tǒng)的三個LED發(fā)光芯片的發(fā)光面居同一平面,三個LED發(fā)光芯片可安裝在同一塊散熱平板上,散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化,所述的光學(xué)引擎的尺寸減小。有以下優(yōu)點結(jié)構(gòu)緊湊,系統(tǒng)體積小,方便應(yīng)用于小型或者掌上型投影儀中。
文檔編號G02B27/28GK101339351SQ20071004349
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者劉嘯虎, 毛榮壯, 沈榮桂, 辜長明, 耀 鄭 申請人:上海飛銳光電科技有限公司