CN101359097B - 掌上型三片式lcos投影机光学引擎 - Google Patents
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Abstract
一种掌上型三片式LC O S投影机光学引擎，属光电显示的技术领域。在背景技术所述的光学引擎的基础上作以下改进，在X形合色棱镜和投影镜头之间引入光轴转向器，旨使：投影光路的光轴朝红、绿、蓝三色照明系统方向转动90°，与照明系统的光轴平行并位于同一侧，使所述的光学引擎的尺寸减小。有结构紧凑，体积小巧等优点，便于用在掌上型LCOS投影机中作光学引擎。
Description
技术领域
本发明涉及一种掌上型三片式LCOS投影机光学引擎，属光电显示的技术领域。
背景技术
背景技术中有一种采用三色LED照明的LCOS投影机光学引擎，如本发明人申请的申请号和发明名称分别为“200710042362.7”和“三色LED照明的三片式LCOS投影机光学引擎”的中国发明专利。所述的光学引擎采用：红、绿和蓝三色光LED光源作照明光源；红、绿和蓝三色光的三个结构相同的照明系统；所述的三个照明系统以各自的光轴互相平行的方式排列在X形合色棱镜的一側；红、绿和蓝三色光LED的三个发光芯片安装在同一块异形的散热板上。虽然所述的光学引擎具有寿命长，显示图像色域宽广，饱和度高，系统中没有紫外和红外光，散热简单，工作稳定可靠，不需要对光源进行分色，系统结构简单，有利于降低成本的优点，但所述的三个照明系统的光轴不在同一个平面和与投影镜头的光轴垂直，使所述的光学引擎结构松散，体积很大。
发明内容
本发明的目的是推出一种掌上型的三片式LCOS投影机光学引擎，该光学引擎有背景技术的全部优点，却没有背景技术的缺点，整体小巧，结构紧凑，适于作掌上型投影系统的光学引擎。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，在背景技术所述的光学引擎的基础上作以下改进，在X形合色棱镜和投影镜头之间引入光轴转向器，旨使：投影光路的光轴朝红、绿、蓝三色照明系统方向转动90°，与照明系统的光轴平行并位于同一侧，使所述的光学引擎的尺寸减小。
现结合附图详细说明本发明的技术方案。一种掌上型三片式LCOS投影机光学引擎，含红光偏振分光棱镜71、绿光偏振分光棱镜72、蓝光偏振分光棱镜73、X形合色棱镜74，红光对比度补偿片81、绿光对比度补偿片82、蓝光对比度补偿片83，红光LCOS显示芯片91、绿光LCOS显示芯片92、蓝光LCOS显示芯片93，投影镜头10，红光LED11、绿光LED12、蓝光LED13，和红光照明系统2、绿光照明系统3、蓝光照明系统4，红光照明系统2含红光聚光器21、红光匀光光棒22、红光中继透镜组23和红光预起偏器24，绿光照明系统3含绿光聚光器31、绿光匀光光棒32、绿光中继透镜组33和绿光预起偏器34，蓝光照明系统4含蓝光聚光器41、蓝光匀光光棒42、蓝光中继透镜组43和蓝光预起偏44，红光聚光器21、红光匀光光棒22、红光中继透镜组23和红光预起偏器24以它们的光轴重合的方式依次排列，绿光聚光器31、绿光匀光光棒32、绿光中继透镜组33和绿光预起偏器34以它们的光轴重合的方式依次排列，蓝光聚光器41、蓝光匀光光棒42、蓝光中继透镜组43和蓝光预起偏器44以它们的光轴重合的方式依次排列，红光LED11以其光轴与红光聚光器21的光轴重合的方式与红光聚光器21光学耦合，绿光LED12以其光轴与绿光聚光器31的光轴重合的方式与绿光聚光器31光学耦合，蓝光LED13以其光轴与蓝光聚光器41的光轴重合的方式与蓝光聚光器41光学耦合，红光偏振分光棱镜71、绿光偏振分光棱镜72、蓝光偏振分光棱镜73和X形合色棱镜74光学耦合成合色组件7，红光LED11、绿光LED12和蓝光LED13的发光芯片分别安装在三块散热板上，红光预起偏器24以其光轴与红光偏振分光棱镜71的照明光入射面的光轴重合的方式与红光偏振分光棱镜71的照明光入射面光学耦合，绿光预起偏器34以其光轴与绿光偏振分光棱镜72的照明光入射面的光轴重合的方式与绿光偏振分光棱镜72的照明光入射面光学耦合，蓝光预起偏器44以其光轴与蓝光偏振分光棱镜73的照明光入射面的光轴重合的方式与蓝光偏振分光棱镜73的照明光入射面光学耦合，红光对比度补偿片81、绿光对比度补偿片82、蓝光对比度补偿片83，红光LCOS显示芯片91、绿光LCOS显示芯片92、蓝光LCOS显示芯片93，投影镜头10和合色组件7一起光学耦合成LCO S图像投影光学系统，其特征在于，在X形合色棱镜74与投影镜头10之间有使前者出射光光轴转向90°的光轴转向器件75，X形合色棱镜74、光轴转向器件75和投影镜头10以它们的光轴重合的的方式依次排列，投影镜头10的光轴与红、绿、蓝三色照明系统的光轴平行并位于合色组件7的同一侧。
与背景技术相比，本发明有以下优点：结构紧凑，体积小巧，便于用在掌上型LCOS投影机中作光学引擎。
附图说明
图1是本发明的三片式LCOS投影机光学引擎的结构示意图之一。
图2是本发明的三片式LCOS投影机光学引擎的结构示意图之二。
图1和2中未示出散热板。
具体实施方式
现结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案和工作原理。所有实施例除以下不同外，具有与发明内容中所述的光学引擎完全相同的结构：
实施例1
光轴转向器件75是棱镜。
实施例2
光轴转向器件75是45°平面反射镜。
实施例1和实施例2的工作原理。
以红光通路为例说明所述实施例的工作原理：红光LED11发出的红光被红光聚光器21收集并将发散角压缩，从红光聚光器21射出的红光进入红光匀光光棒22，将红光均匀化后从出射端面出射，进入红光中继透镜组23和红光预起偏器24，变为S偏振光进入红光偏振分光棱镜71，通过红光偏振分光棱镜71时被反射，通过红光对比度补偿片81后投射到红光LCOS显示芯片91上，实现对红光LCOS显示芯片91的照明。红光LCOS显示芯片91反射入射的红光，在电路的控制下，根据每个像素显示的是亮态还是暗态，改变或者不改变反射光的偏振态，如果某像素为亮态，反射光将偏振态旋转90°，由于偏振态旋转了90°，S偏振光反射变為P偏振光，再透过红光对比度补偿片81后入射到红光偏振分光棱镜71上，红光偏振分光棱镜71将透过的P偏振光射入X形合色棱镜74，并从X形合色棱镜74的出射端面出射，进入光轴转向器75(在实施例1中，光轴转向器75是棱镜，在实施例2中，光轴转向器75是45°的平面反射镜)，光轴转向器75将入射红光转过90°，射入投影镜头10。投影镜头10与红光照明系统2在同一侧，故所述的光学系统结构紧凑，体积小巧。红光LCOS显示芯片91上的图像经过投影镜头10成像到屏幕上。
绿光和蓝光通路也以相同的方式工作，这样就实现了在投影屏上显示彩色图像。
Claims (3)
1.一种掌上型三片式LCOS投影机光学引擎，含红光偏振分光棱镜(71)、绿光偏振分光棱镜(72)、蓝光偏振分光棱镜(73)、X形合色棱镜(74)，红光对比度补偿片(81)、绿光对比度补偿片(82)、蓝光对比度补偿片(83)，红光LCOS显示芯片(91)、绿光LCOS显示芯片(92)、蓝光LCOS显示芯片(93)，投影镜头(10)，红光LED(11)、绿光LED(12)、蓝光LED(13)，和红光照明系统(2)、绿光照明系统(3)、蓝光照明系统(4)，红光照明系统(2)含红光聚光器(21)、红光匀光光棒(22)、红光中继透镜组(23)和红光预起偏器(24)，绿光照明系统(3)含绿光聚光器(31)、绿光匀光光棒(32)、绿光中继透镜组(33)和绿光预起偏器(34)，蓝光照明系统(4)含蓝光聚光器(41)、蓝光匀光光棒(42)、蓝光中继透镜组(43)和蓝光预起偏器(44)，红光聚光器(21)、红光匀光光棒(22)、红光中继透镜组(23)和红光预起偏器(24)以它们的光轴重合的方式依次排列，绿光聚光器(31)、绿光匀光光棒(32)、绿光中继透镜组(33)和绿光预起偏器(34)以它们的光轴重合的方式依次排列，蓝光聚光器(41)、蓝光匀光光棒(42)、蓝光中继透镜组(43)和蓝光预起偏器(44)以它们的光轴重合的方式依次排列，红光LED(11)以其光轴与红光聚光器(21)的光轴重合的方式与红光聚光器(21)光学耦合，绿光LED(12)以其光轴与绿光聚光器(31)的光轴重合的方式与绿光聚光器(31)光学耦合，蓝光LED(13)以其光轴与蓝光聚光器(41)的光轴重合的方式与蓝光聚光器(41)光学耦合，红光偏振分光棱镜(71)、绿光偏振分光棱镜(72)、蓝光偏振分光棱镜(73)和X形合色棱镜(74)光学耦合成合色组件(7)，红光LED(11)、绿光LED(12)和蓝光LED(13)的发光芯片分别安装在三块散热平板上，红光预起偏器(24)以其光轴与红光偏振分光棱镜(71)的照明光入射面的光轴重合的方式与红光偏振分光棱镜(71)的照明光入射面光学耦合，绿光预起偏器(34)以其光轴与绿光偏振分光棱镜(72)的照明光入射面的光轴重合的方式与绿光偏振分光棱镜(72)的照明光入射面光学耦合，蓝光预起偏器(44)以其光轴与蓝光偏振分光棱镜(73)的照明光入射面的光轴重合的方式与蓝光偏振分光棱镜(73)的照明光入射面光学耦合，红光对比度补偿片(81)、绿光对比度补偿片(82)、蓝光对比度补偿片(83)，红光LCOS显示芯片(91)、绿光LCOS显示芯片(92)、蓝光LCOS显示芯片(93)、投影镜头(10)和合色组件(7)一起光学耦合成LCOS图像投影光学系统，其特征在于，在X形合色棱镜(74)与投影镜头(10)之间有使前者出射光光轴转向90°的光轴转向器件(75)，X形合色棱镜(74)、光轴转向器件(75)和投影镜头(10)以它们的光轴重合的的方式依次排列，投影镜头(10)的光轴与红、绿、蓝三色照明系统的光轴平行并位于合色组件(7)的同一侧。
2.根据权利要求1所述的掌上型三片式LCOS投影机光学引擎，其特征在于，光轴转向器件(75)是棱镜。
3.根据权利要求1所述的掌上型三片式LCOS投影机光学引擎，其特征在于，光轴转向器件(75)是45°平面反射镜。
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