液晶背投影电视光学引擎制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶背投影电视光学引擎。它采用短弧气体放电灯经反光碗，产生平行照明光束；经两块复眼透镜后由偏振转换合成器转换成单一偏振分量的光束；再由二色分色镜分色，反射出红光，经反射镜与透镜后照射于红路液晶屏；二色分色镜透射的光，由二色分色镜反射分色出绿光，经透镜照射绿路液晶屏；由二色分色镜分光后的蓝光经过透镜，反射镜，透镜，反射镜以及透镜之后照射于蓝路液晶屏；三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜投影成像于背屏幕。本发明专利技术减少背投影机的厚度，提高显示屏幕上的色彩均匀性。实现高分辨高亮度真实色彩的大屏幕多媒体背投影显示器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶背投影电视光学引擎。
技术介绍
背投影显示是实现高分辨大屏幕显示的主要手段之一，是高清晰度电视的重要显示技术。目前常规的CRT(阴极射线管)背投影显示器，采用红Tr、绿Tg、蓝Tb三色投影管分别经过三个投影物镜4r，4g，4b，构成一个三角形投影，经反射镜M反射后，成像于背投影屏幕合成出彩色图像。该系统由于采用了三个互成角度的投影物镜，因此三色图像在屏幕上有不同的夹角，极易造成屏幕显示图像的不均匀性(图1)。目前出现的另外一种利用单块彩色显示液晶屏为图像源的投影显示系统，该系统采用彩色液晶屏LCD，将灯1的光束通过透镜2扩束，并由菲涅耳镜3a准直，照明彩色LCD屏，由菲涅耳镜3b汇聚，经透镜5投影成像于屏幕。系统简单，但是能量利用率低，显示图像的色彩较少，图像质量较差，亮度低适合于要求不高的小屏幕显示(图2)。上述系统分辨率亮度较低，无法满足当前多媒体显示以及高清晰度电视显示的要求；
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液晶背投影电视光学引擎。一种液晶背投影电视光学引擎，采用短弧气体放电灯作为光源，应用抛物形反光镜作为灯的反光碗，产生平行照明光束；该光束经两块复眼透镜后由偏振转换合成器转换成单一偏振分量的光束；再由第一二色分色镜分色，反射出红光，经第三反射镜与第三透镜后照射于红路液晶屏；第一二色分色镜透射的光，由第二二色分色镜反射分色出绿光，经第一透镜照射绿路液晶屏；由第二二色分色镜分光后的的蓝光经过第九透镜，第一反射镜，第八透镜，第二反射镜以及第二透镜之后照射于蓝路液晶屏；三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的型合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。另一种液晶背投影电视光学引擎，采用椭球反光镜作为灯的反光碗，直接聚焦照明于玻璃方棒或有四个反射镜面构成的空心光束均匀器，变成与液晶屏形状相似的光斑，然后经过偏振转换合成系统，第四透镜，经第一二色分色镜分光，反射出红光，经第三反射镜与第三透镜后照射于红路液晶屏；第一二色分色镜透射的光，由第二二色分色镜反射分色出绿光，经第一透镜照射绿路液晶屏；由第二二色分色镜分光后的的蓝光经过第九透镜，第一反射镜，第八透镜，第二反射镜以及第二透镜之后照射于蓝路液晶屏；三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的型合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。本专利技术的优点是1)应用三片式高分辨液晶显示屏，采用光学分色合色系统，实现高分辨高亮度真实色彩的大屏幕多媒体背投影显示器。2)采用了F型的系统结构，使系统适合于背投影成像系统，减少背投影机的厚度3)采用了梯度的分色合色光学干涉薄膜技术，实现显示屏幕上的色彩均匀性。4)采用了可旋转的灯架结构，使得该背投影显示引擎能够适应单次反射系统与二次反射系统。附图说明图1是CRT背投影显示器结构示意图；图2是单板彩色LCD投影显示器结构示意图；图3(a)是一种三片式液晶背投影光学引擎结构示意图；图3(b)是另一种三片式液晶背投影光学引擎结构示意图；图4是梯度二色分色镜光谱分布示意图；图5(a)是一种本引擎分色系统结构示意图；图5(b)是另一种本引擎分色系统结构示意图；图6是本引擎的两种安装方法示意图；图7是本引擎高精度注塑密封结构示意图；图8(a)是本引擎用于一次反射背投时的灯架位置结构示意图；图8(b)是本引擎用于两次反射背投时的灯架位置结构示意图。具体实施例方式一种液晶背投影电视光学引擎采用短弧气体放电灯作为光源，应用抛物形反光镜作为灯的反光碗，产生平行照明光束；该光束经两块复眼透镜2a、2b后由偏振转换合成器PZ转换成单一偏振分量的光束；再由二色分色镜D1分色，反射出红光，经反射镜M3与透镜L3后照射于红路液晶屏RLCD；二色分色镜D1透射的光，由二色分色镜D2反射分色出绿光，经透镜L1照射绿路液晶屏GLCD；由二色分色镜D2分光后的的蓝光经过透镜L9，反射镜M1，透镜L8，反射镜M2以及透镜L2之后照射于蓝路液晶屏BLCD；R、G、B三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的X型合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。另一种液晶背投影电视光学引擎采用椭球反光镜作为灯的反光碗1，直接聚焦照明于玻璃方棒或有四个反射镜面构成的空心光束均匀器2，变成与液晶屏形状相似的光斑，然后经过偏振转换合成系统，透镜L4，经二色分色镜D1分光，反射出红光，经反射镜M3与透镜L3后照射于红路液晶屏RLCD；分色镜D1透射的光，由二色分色镜D2反射分色出绿光，经透镜L1照射绿路液晶屏GLCD；由二色分色镜D2分光后的的蓝光经过透镜L9，反射镜M1，透镜L8，反射镜M2以及透镜L2之后照射于蓝路液晶屏BLCD；R、G、B三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的X型合色棱镜5，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜6投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。所说的二色分色镜D1、二色分色镜D2采用了多层膜的薄膜厚度沿Y方向渐变的结构。二色分色镜D1、D2的组合有两种一种是先由二色分色镜D1反射红光，透射绿光与蓝光，二色分色镜D2反射绿光，透过蓝光；另一种是先由二色分色镜D1反射蓝光，透射绿光与红光，二色分色镜D2反射绿光，透过红光。该引擎采用了可调节角度的灯架结构DJ。如图3(a)所示，系统中采用短弧气体放电灯作为光源，应用抛物形反光镜作为灯的反光碗，产生平行照明光束。该光束经两块复眼透镜2a，2b后由偏振转换合成器PZ转换成单一偏振分量的光束。再由二色分色镜D1分色，反射出红光，经反射镜M3与透镜L3后照射于红路液晶屏RLCD；分色镜D1透射的光，由二色分色镜D2反射分色出绿光，经透镜L1照射绿路液晶屏GLCD；由二色分色镜D2分光后的的蓝光经过透镜L9，反射镜M1，透镜L8，反射镜M2以及透镜L2之后照射于蓝路液晶屏BLCD；R，G，B三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的X型合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。整个光学引擎系统采用 型排列，使系统在投影物镜轴线方向尺寸最小，这也是本专利技术的重要一点，是背投影光学引擎的设计原则之一。如图3(b)所示，采用椭球反光镜作为灯的反光碗1，直接聚焦照明于玻璃方棒或有四个反射镜面构成的空心光束均匀器2，变成与液晶屏形状相似的光斑，然后经过偏振转换合成系统，透镜L4，经二色分色镜D1分光，反射出红光，经反射镜M3与透镜L3后照射于红路液晶屏RLCD；分色镜D1透射的光，由二色分色镜D2反射分色出绿光，经透镜L1照射绿路液晶屏GLCD；由二色分色镜D2分光后的的蓝光经过透镜L9，反射镜M1，透镜L8，反射镜M2以及透镜L2之后照射于蓝路液晶屏BLCD；R，G，B三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的X型合色棱镜5，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜6投影，由反射镜一次或两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶背投影电视光学引擎，其特征在于采用短弧气体放电灯作为光源，应用抛物形反光镜作为灯的反光碗，产生平行照明光束；该光束经两块复眼透镜２ａ、２ｂ后由偏振转换合成器ＰＺ转换成单一偏振分量的光束；再由二色分色镜Ｄ１分色，反射出红光，经反射镜Ｍ３与透镜Ｌ３后照射于红路液晶屏Ｒ↓［ＬＣＤ］；二色分色镜Ｄ１透射的光，由二色分色镜Ｄ２反射分色出绿光，经透镜Ｌ１照射绿路液晶屏Ｇ↓［ＬＣＤ］；由二色分色镜Ｄ２分光后的的蓝光经过透镜Ｌ９，反射镜Ｍ１，透镜Ｌ８，反射镜Ｍ２以及透镜Ｌ２之后照射于蓝路液晶屏Ｂ↓［ＬＣＤ］；Ｒ、Ｇ、Ｂ三束光经三个液晶片调制后，形成三色图像，在经过一个有四块小直角棱镜组成的Ｘ型合色棱镜，将三色光束合成一束彩色图像，经投影物镜投影，由反射镜一次或两次反射后投影成像于背屏幕。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，李海峰，刘向东，蒋登斌，郑臻荣，
申请(专利权)人：杭州浙大科特光电科技有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]