專利名稱：結(jié)構(gòu)緊湊的三片式lcos投影機(jī)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(jī)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(jī)光學(xué)引擎， 如本發(fā)明人申請(qǐng)的申請(qǐng)?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(jī)光學(xué)引擎"的中國(guó)發(fā)明專利。 所述的光學(xué)引擎采用紅、綠和藍(lán)三色LED光源作照明光源；紅、 綠和藍(lán)三色光的三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的照明系統(tǒng)；所述的三個(gè)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(lán) 三色光LED的三個(gè)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(zhǎng)，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(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠，不需要對(duì)光源進(jìn)行分色，系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于降低成本的優(yōu)點(diǎn)，但所述的三個(gè)照明系統(tǒng)的光軸不 在同一個(gè)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(jī)光學(xué)引 擎，該光學(xué)引擎有背景技術(shù)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，卻沒有背景技術(shù)的缺點(diǎn)，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(shí)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(jìn)，在紅、綠、藍(lán)光照明系統(tǒng)中引入三個(gè) 光軸轉(zhuǎn)向器件和在綠光照明系統(tǒng)中引入光路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，旨使紅、綠、 藍(lán)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(shí) 針方向轉(zhuǎn)動(dòng)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(lán)光照明系統(tǒng)的三個(gè)LED發(fā)光芯 片的發(fā)光面居同一平面，三個(gè)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(jiǎn)化，所述的光學(xué)引擎的尺寸減小。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)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(jī)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(lán)光偏振分光棱鏡73、 X形合色棱鏡74，紅光對(duì)比度補(bǔ)償片81、 綠光對(duì)比度補(bǔ)償片82、藍(lán)光對(duì)比度補(bǔ)償片83，紅光LCOS顯示芯片 91、綠光LCOS顯示芯片92、藍(lán)光LCOS顯示芯片93，投影鏡頭10， 紅光LEDll、綠光LED12、藍(lán)光LED13和紅、綠、藍(lán)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(lán)光照明 系統(tǒng)4含藍(lán)光聚光器41、藍(lán)光勻光光棒42、藍(lán)光中繼透鏡組43和藍(lán) 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(lán)光聚光器41、藍(lán)光勻光光棒42、 藍(lán)光中繼透鏡組43和藍(lán)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(lán)光LED13以其光軸與藍(lán) 光聚光器41的光軸重合的方式與藍(lán)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(lán)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(lán)光預(yù)起偏器44以其光 軸與藍(lán)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(lán)光偏振分光棱鏡73的照明光入射面光學(xué)耦合，紅光對(duì)比度補(bǔ)償片81、 綠光對(duì)比度補(bǔ)償片82、藍(lán)光對(duì)比度補(bǔ)償片83，紅光LCOS顯示芯片 91、綠光LCOS顯示芯片92、藍(lán)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(lán)光照明系統(tǒng)2、 3和4還分別含有使光軸朝逆時(shí) 針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°的紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍(lán) 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(lán)光光軸轉(zhuǎn)向器件45以其光軸與藍(lán)光照明系統(tǒng)4的光軸重合的 方式放置在藍(lán)光照明系統(tǒng)4中，紅光LEDll、綠光LED12和藍(lán)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(jìn)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(lán)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(lán)光中繼透鏡組43中。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)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(lán)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(jìn)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(lán)光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡。
本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，綠光照明系統(tǒng)3中還含光 路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)36，光路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)36將綠光照明系統(tǒng)3的光路長(zhǎng)度增加 至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED11和藍(lán)光LED13的發(fā)光面居同 一平面，紅光LEDll、綠光LED12和藍(lán)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(jìn)一步特征在于，光路加長(zhǎng)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(diǎn)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(jī)光學(xué)引擎的實(shí)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(jī)光學(xué)引擎的實(shí)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(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案和工作原理。
實(shí)施例1除以下不同外，本實(shí)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(diǎn)計(jì)有 紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件35和藍(lán)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(lán)光中繼透鏡組43中；綠光照明系統(tǒng)3中有光路 加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)36，光路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)36是光棒，該光棒將綠光照明系統(tǒng)3的 光路長(zhǎng)度增加至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED11和藍(lán)光LED13 的發(fā)光面居同一平面，紅光LEDll、綠光LED12和藍(lán)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)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(jìn)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(lán)光以相同的工作方式入 射到LCOS圖像投影系統(tǒng)。紅，綠和藍(lán)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(zhǎng)度增加
至使綠光LED12的發(fā)光面與紅光LED 11和藍(lán)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(lán)光LED13的發(fā)光芯 片可以安裝在同一塊散熱平板上。
實(shí)施例2除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點(diǎn)計(jì)有紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器 件35和藍(lán)光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡。
實(shí)施例3除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點(diǎn)計(jì)有光路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)36是透鏡組。
實(shí)施例4除以下不同外，本實(shí)施例具有與實(shí)施例1完全相同的 結(jié)構(gòu)。所述的不同點(diǎn)計(jì)有紅光光軸轉(zhuǎn)向器件25、綠光光軸轉(zhuǎn)向器 件35和藍(lán)光光軸轉(zhuǎn)向器件45是棱鏡；光路加長(zhǎng)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(jī)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(lán)光偏振分光棱鏡(73)、X形合色棱鏡(74)，紅光對(duì)比度補(bǔ)償片(81)、綠光對(duì)比度補(bǔ)償片(82)、藍(lán)光對(duì)比度補(bǔ)償片(83)，紅光LCOS顯示芯片(91)、綠光LCOS顯示芯片(92)、藍(lán)光LCOS顯示芯片(93)，投影鏡頭(10)，紅光LED(11)、綠光LED(12)、藍(lán)光LED(13)和紅、綠、藍(lán)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(lán)光照明系統(tǒng)(4)含藍(lán)光聚光器(41)、藍(lán)光勻光光棒(42)、藍(lán)光中繼透鏡組(43)和藍(lán)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(lán)光聚光器(41)、藍(lán)光勻光光棒(42)、藍(lán)光中繼透鏡組(43)和藍(lán)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(lán)光LED(13)以其光軸與藍(lán)光聚光器(41)的光軸重合的方式與藍(lán)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(lán)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(lán)光預(yù)起偏器(44)以其光軸與藍(lán)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(lán)光偏振分光棱鏡(73)的照明光入射面光學(xué)耦合，紅光對(duì)比度補(bǔ)償片(81)、綠光對(duì)比度補(bǔ)償片(82)、藍(lán)光對(duì)比度補(bǔ)償片(83)，紅光LCOS顯示芯片(91)、綠光LCOS顯示芯片(92)、藍(lán)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(lán)光照明系統(tǒng)(2、3和4)還分別含有使光軸朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°的紅光光軸轉(zhuǎn)向器件(25)、綠光光軸轉(zhuǎn)向器件(35)和藍(lán)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(lán)光光軸轉(zhuǎn)向器件(45)以其光軸與藍(lán)光照明系統(tǒng)(4)的光軸重合的方式放置在藍(lán)光照明系統(tǒng)(4)中，紅光LED(11)、綠光LED(12)和藍(lán)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(jī)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(lán)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(lán)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(jī)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(lán)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(lán)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(lán)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(jī)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(lán)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(lán)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(lán)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(jī) 光學(xué)引擎，其特征在于，光路加長(zhǎng)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(jī) 光學(xué)引擎，其特征在于，光路加長(zhǎng)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(jī) 光學(xué)引擎，其特征在于，光路加長(zhǎng)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(jī)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(jìn)，在紅、綠、藍(lán)光照明系統(tǒng)中引入三個(gè)光軸轉(zhuǎn)向器件和在綠光照明系統(tǒng)中引入光路加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，旨使紅、綠、藍(lán)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(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)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(lán)光照明系統(tǒng)的三個(gè)LED發(fā)光芯片的發(fā)光面居同一平面，三個(gè)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(jiǎn)化，所述的光學(xué)引擎的尺寸減小。有以下優(yōu)點(diǎn)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(hào)G02B27/28GK101339351SQ20071004349
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)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(zhǎng)明, 耀 鄭 申請(qǐng)人:上海飛銳光電科技有限公司