一种LCD投影机的光学结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LCD投影机的光学结构，该结构由LED阵列，以之一一对应的一次透镜阵列和灯杯式准直均光透镜阵列，1/4波片，反射式偏光片，液晶屏，菲涅尔透镜，反光镜和镜头组成，以上元件依次排立。本实用新型专利技术解决了现有单LCD投影机在照明中存在的均匀度低，光效低和光线杂乱的情况。

An optical structure of LCD projector

【技术实现步骤摘要】
一种LCD投影机的光学结构
本技术属于投影机应用
，具体涉及一种LCD投影机的光学结构。
技术介绍
现有单LCD投影机使用集成LED光源，使用单个聚光镜或者反光漏斗简单进行聚光后，照射到菲涅尔透镜，再照亮到液晶屏。液晶屏显示出图像后经菲涅尔透镜后汇聚，经反光镜反射后通过镜头，在幕布上投出画面。现有的单LCD投影机照明部分结构简单，光线准直程度低。没有P光和S光转换功能，因而光效低，造成了单LCD投影机亮度低，均匀度差特点。近年来，有人在菲涅尔透镜和液晶屏之间增加了1/4波片和反射式偏光片，虽然反射式偏光片能够透射P光反射S光，反射后的S光经1/4波片后也能完成偏转换，但这部分光会按原光返回LED，无法再次反射回来。只能以漫反射的形式多次反射，形成杂散光，最终被损失掉。因此这种方法效率十分低下。同时镜头为了屏蔽杂散光，只能采用较小光澜，这又进一步降低了投影机亮度。因此，现有的单LCD投影机存在亮度低的缺陷，严重的影响了单LCD投影机的应用。
技术实现思路
为克服上述存在之不足，本技术的专利技术人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种LCD投影机的光学结构，解决了现有单LCD投影机在照明中存在的均匀度低，光效低和光线杂乱的情况。为实现上述目的本技术所采用的技术方案是：一种LCD投影机的光学结构，其包括LED阵列及与LED阵列对应的一次透镜和二次透镜阵列，在二次透镜之后依次排列有1/4波片、反射式偏光片、液晶屏、菲涅尔透镜、反光镜和镜头。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述反射式偏光片与液晶屏和1/4波片之间不平行。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，反射式偏光片反射的偏振光通过1/4波片后经二次透镜反射后再次穿过1/4波片，完成P光和S光之间的转换。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述二次透镜阵列对光线的反射是基于大于布儒斯角的全反射原理而非反射介质原理。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述LED阵列中的LED芯片是一颗或多颗。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述一次透镜为凸透镜，二次透镜为灯杯式准直均光透镜。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，通过一次透镜和二次透镜对LED光进行准直，准直光的角度越小越好。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，经单个二次透镜准直光的照明强度为中间高，边缘部分逐渐减弱，没有明显的边界。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，在二次透镜阵列和液晶屏之间依次有1/4波片和反射式偏光片。根据本技术所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，经二次透镜准直和均光后，形成入射角度小于7.5度的准直光线。相比现有技术，本技术的技术方案具有如下优点：本技术解决了现有单LCD投影机在照明中存在的均匀度低，光效低和光线杂乱的情况：由LED光源发出的光，经灯杯式准直均光透镜准直和均光后，会形成入射角度小于7.5度的准直光线，见附图2，准直光学的强度差小于10％，附图5、6。从而解决了传统单LCD投影机照明部分的缺点。传统的单LCD没有P光和S光转换功能，造成50％的偏振光浪费，在本技术中，由LED光源发出的光，经一次透镜和灯杯式准直均光透镜准直和均光后，通过1/4波片后照射到反射式偏光片上，其中P光透过，照射到液晶屏上，S光反射，反射的S光经过1/4波片后进入灯杯式准直均光透镜，经透镜反射后再次通过1/4波片，再次照射到反射式偏光片上，由于该光线经过了两次1/4波片，S光已经转变成了P光，所以能透过反射式偏光片照射到液晶屏上面。同理，反射式偏光片上S光透视，P光反射，也能同样完成P光和S光之间的转换，见附图7，大幅度提高了单LCD投影机的光效。本技术中，由于照明部分是准直光，杂散光比较少，所以在镜头设计时可以使用较大光澜也不会降低图像的对比度，因此能进一步提高投影机亮度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术结构示意图。图2是光强度分布图。图3是射入光通量图，图4是图3的曲线图。图5是射入光通量图，图6是图5的线条图。图7是反射光路图。图中标号为：1--LED阵列2--一次透镜3--二次透镜4--1/4波片5--反射式偏光片6--液晶屏7--菲涅尔透镜8--反光镜9---镜头。具体实施方式为使本技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施方式。实施例如图1所示：本技术要解决的技术问题是提供一种新型LCD投影机光学结构，该结构由LED阵列1，以之一一对应的一次透镜2阵列和二次透镜3阵列，1/4波片4，反射式偏光片5，液晶屏6，菲涅尔透镜7，反光镜8和镜头9组成，以上元件依次排立。其中所述的一次透镜采用是的凸透镜，二次透镜采用的是灯杯式准直均光透镜。其菲涅尔透镜7和反光镜8之间夹角为45°。二次透镜3阵列、1/4波片4、液晶屏6、菲涅尔透镜7之间是平行的，镜头9与液晶屏6之间是垂直的。本实施例中所述的反射式偏光片5不平行于液晶屏6和1/4波片4，而是有一个小夹角，如图1所示。本实施例中所述的反射式偏光片5反射的那部分偏振光通过1/4波片4后在二次透镜3既灯杯式准直透镜反射后再次穿过1/4波片4，完成P光和S光之间的转换。本实施例中所述的二次透镜3既灯杯式准直均光透镜阵列对光线的反射是基于大于布儒斯角的全反射原理而非反射介质原理。且所述二次透镜3阵列，一次透镜2阵列和LED阵列1光源是一一样对应的。根据实际使用的情况本实施中所述涉及到的其LED阵列1光源中的LED芯片可以是一颗LED芯片，也可以是多颗LED芯片。且在本实施例中通过一次透镜2和二次透镜3对LED光进行准直，准直光的角度越小越好。如附图3-6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，包括LED阵列及与LED阵列对应的一次透镜和二次透镜阵列，在二次透镜之后依次排列有1/4波片、反射式偏光片、液晶屏、菲涅尔透镜、反光镜和镜头。/n

【技术特征摘要】
1.一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，包括LED阵列及与LED阵列对应的一次透镜和二次透镜阵列，在二次透镜之后依次排列有1/4波片、反射式偏光片、液晶屏、菲涅尔透镜、反光镜和镜头。


2.根据权利要求1所述的一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，所述反射式偏光片与液晶屏和1/4波片之间不平行。


3.根据权利要求1所述的一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，反射式偏光片反射的偏振光通过1/4波片后经二次透镜反射后再次穿过1/4波片，完成P光和S光之间的转换。


4.根据权利要求1所述的一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，所述二次透镜阵列对光线的反射是基于大于布儒斯角的全反射原理而非反射介质原理。


5.根据权利要求1所述的一种LCD投影机的光学结构，其特征在于，所述LED阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐逸，
申请(专利权)人：兴光谱科技成都有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51