CN209842315U - 一种单片式lcd投影机 - Google Patents
一种单片式lcd投影机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209842315U CN209842315U CN201920736130.XU CN201920736130U CN209842315U CN 209842315 U CN209842315 U CN 209842315U CN 201920736130 U CN201920736130 U CN 201920736130U CN 209842315 U CN209842315 U CN 209842315U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- phase difference
- lcd projector
- mirror
- lcd
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 13
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241000276498 Pollachius virens Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种单片式LCD投影机，包括LED光源，沿光路方向依次设置有聚光照明系统、菲镜、反射式偏光片、LCD光阀模组、场镜和投影镜头，所述菲镜和反射式偏光片之间设有45°相位差板。本实用新型通过偏振光两次穿过45°相位差板，使原来不能被利用的那一部分光线，经45°相位差板对其相位进行改变而一定程度被利用起来，提高了光线利用率，此外，45°相位差板通过采用成本低廉的1/4波片实现，不管是对廉价的单片式LCD投影机还是对高品质的LCD投影机而言，增加的成本均可以忽略，具有较好的性价比和实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及LCD 投影机领域，尤其涉及一种单片式LCD 投影机。
背景技术
通常意义的单片式LCD投影机，是指使用一片全彩的、透射式的液晶屏为光阀，基于科勒或临界照明方式，通过投影镜头，将光阀的图像，放大投射于屏幕上的一种投影产品。相对其它原理技术的投影机，单LCD投影机价格低廉，制作简单，配套成熟，所以一直以不可或缺的形态存在于投影机低端市场，是投影机市场的重要组成部分。然而现有的单片式LCD投影机因为需要偏振光才能使LCD光阀正常工作，故光源发出的自然光有一大部分（≥60%）的光线不能得到利用，而要对来自光源的自然光中不被利用的那部分光线进行有效利用，就必须使用PCS（Polarization Conversion System，偏振光转换系统）及其类似装置才行，但由于单片式LCD投影机追求制作简单和绝对的低成本化，现有PCS高昂的制造技术，几乎完全没有应用于单LCD投影机以提升照明效率的可能性。因此，提供一种能够提高单LCD投影机光线利用率且结构简单、价格低廉的照明效率技术提高方式，是单片式LCD投影机本领域人员亟待解决的问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种能够提高光线利用率且结构简单、价格低廉的单片式LCD投影机。
本实用新型提供的技术方案如下,包括LED光源，沿所述光路方向上依次设置有聚光照明系统、菲镜、反射式偏光片、LCD光阀模组、场镜和投影镜头，所述菲镜和反射式偏光片之间设有一片45°相位差板。
优选的,所述45°相位差板为一片一面带粘且贴合于青板或白板玻璃基板上的1/4波片，以使光线振动轴产生45°的相位差。
本实用新型通过偏振光两次穿过45°相位差板，使原来不能被利用的那一部分光线，经45°相位差板对其相位进行改变而一定程度被利用起来，提高了光线利用率，此外，45°相位差板通过采用成本低廉的1/4波片，不管是对廉价的单片式LCD投影机还是对高品质的LCD投影机而言，增加的成本均可以忽略，具有较好的性价比和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型的优选实施方式基本原理图；
图2为空锥管的主视图；
图3为空锥管的左视图；
图4为空锥管的俯视图；
图5为LCD光阀模组的结构示意图；
图6为本实用新型的优选实施方式基于空锥管聚光照明系统的基本原理图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-6所示，本实施方式提供的技术方案如下，包括 LED光源1，沿所述光路方向上依次设置有聚光照明系统2、菲镜3、反射式偏光片5、LCD光阀模组6、场镜7和投影镜头8，所述菲镜3和反射式偏光片5之间设有45°相位差板4。
其中，所述45°相位差板可以是一片一面带粘且贴合于青板或白板玻璃基板上的1/4波片，以使光线振动轴产生45°的相位差。
其中，聚光照明系统2可以是基于自由曲面聚光镜的，也可以是基于空心方锥形导光管（简称“空锥管”）或CPC（Compound Parabolic Concentrator，复合抛物面聚光器，简称CPC）的聚光照明系统。自由曲面透镜的设计和生产制作均较简单，一般以高硼硅棒料热压成型获得，对透镜要求不高，主要是自由曲面的连续过度要尽可能符合设计，通常正常视力目测，没有明显凹陷和瑕疵者，基本就不影响装机使用品质，透镜矢高公差±0.2便可。基于自由曲面聚光镜的聚光照明系统在聚光效率，均匀度，体积和性价比等各因素取舍上，为单片式LCD投影机最平衡经典的照明方式，其造价视自由曲面透镜的体积大小而定，一般数元～十几元不等。空锥管在单片式LCD投影机上应用有着久远的历史，尤其是在成本方面，价格相对最低廉，如图2-4所示，空锥管一般由4片梯形铝板（4片玻璃反射镜拼接起来因为性价比低，已经很少被使用）拼接实现，入射侧略≥LED面积，出射侧略大于LCD光阀面积，其成本视铝板的品质、厚度，面积等而定，一般数元便可。空锥管可以对光源辐射立体角某个范围内朗伯分布的光强度，进行某种分割后，实现二次、三次或多次对光阀的照明光线进行重叠（积分），恰当的重叠次数不仅可使光阀平面获得较为平坦的照明强度，同时在理论效率也非常高。CPC具有极高的照明效率，因为光线仅需要一次反射；CPC可以在一定程度内，使两个端面的Etendue（光学扩展量）守恒，有利于传输效率可控；CPC和投影镜头的渐晕能够方便互补，这样对本质地提升图像照度均匀性有了帮助；如果光阀尺寸较小，合理设计CPC，使其输出光线角度直接满足光阀的Fno（光圈数）要求，则可以取消菲镜3，进一步使菲镜3的损失降低。
其中，如图5所示，LCD光阀模组6可以包括入射偏光片61、上玻璃板62、CF膜层63、液晶64、TFT（Thin Film Transisto）层65、下玻璃板66和出射偏光片67。光线从入射偏光片61进入，依次经过上玻璃板62、CF膜层63、液晶64、TFT层65和下玻璃板66，最后从出射偏光片67射出。其中，为了降低其吸热的温升，通常是在入射偏光片61前面加一层反射式偏光片，即增亮膜，可以大幅度降低入射偏光片61的吸热。
本实施方式的工作原理如下：
LED光源1发出的自然光，经过聚光照明系统2、菲镜3后，到达1/4波片4的入射面，此处仍然是自然光，继续行进在穿过1/4 波片4后，也仍然为自然光，光线继续进行到反射式偏光片5时，和LCD光阀模组6的入射侧偏光片偏振轴一致的光线透过反射式偏光片5，而和LCD光阀模组6的入射侧偏光片偏振轴正交的光线被反射式偏光片5反射，此反射光线行进方向为以反射式偏光片5的表面为等效镜面反射的反射光方向，反射式偏光片5所反射的光线为线偏振光，反射式偏光片5反射的光线继续行进穿过1/4波片4后，偏振轴被旋转且变成圆偏振光，继续行进，穿过菲镜3后进入聚光照明系统2，经过聚光照明系统2和 LED光源1进行某种次数的反射后，使此光线掉头向LCD光阀模组6方向行进，这部分光线穿过菲镜3，再次穿过1/4波片4后，偏振轴再次旋转且由圆转为线偏振光，来回两次穿过1/4波片4后，偏振轴已经和反射式偏光片5的透过轴一致，故能穿过反射式偏光片5，从而被LCD光阀模组6所用，从而实现单片式 LCD投影机光线利用效率的提升。
如图6所示，从LED光源1射出的光线，任意定义一根光线ab, 光线ab被聚光照明系统2一次反射到达菲镜3，穿过1/4波片4到达反射式偏光片5的c点，此时仍然为自然光。反射式偏光片5将入射光线按其偏振轴分离成两个正交的、具有一定消光比的线偏振光，和反射式偏光片5透过轴一致的光线被透过，和反射式偏光片5透过轴正交的光线被反射式偏光片5反射回来穿过1/4波片4后，相位改变，由线变圆，继续穿过菲镜3后，射入聚光照明系统2到达d点，被聚光照明系统2全反射到达e点，再行进到达菲镜3表面的f点，光线被菲镜3折射穿过1/4波片4，相位再次改变，且由圆转线，到达反射式偏光片5的g点，因为连续两次穿过1/4波片4，相位被旋转到和反射式偏光片5的透射轴一致，故可透过反射式偏光片5而得到利用。
通过实验，在菲镜3和反射式偏光片5之间加入1/4波片4能明显提升光线的利用率，其中，基于空锥管的聚光照明系统2在光学设计、内壁反射率和 LED光源1表面硅胶的反射率、LED基板的反射率，LED晶片所占区域的开口率等因素同等的情况下，经在不同设计和材料的空锥管上试验，在菲镜3和反射式偏光片5之间加入1/4波片4后能提高7%～17%左右的利用率。基于自由曲面聚光镜的聚光照明系统2，在菲镜3和反射式偏光片5之间加入1/4波片4，能提高6%～10%左右的利用率。
本实用新型通过偏振光两次穿过45°相位差板，使原来不能被利用的那一部分光线，经45°相位差板对其相位进行改变而一定程度被利用起来，提高了光线利用率，此外，45°相位差板通过采用成本低廉的1/4波片，不管是对廉价的单片式LCD投影机还是对高品质的LCD投影机而言，增加的成本均可以忽略，具有较好的性价比和实用性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种单片式LCD 投影机，包括LED光源（1），沿光路方向依次设置有聚光照明系统（2）、菲镜（3）、反射式偏光片（5）、LCD光阀模组（6）、场镜（7）和投影镜头（8），其特征在于：所述菲镜（3）和反射式偏光片（5）之间设有一片45°相位差板（4）。
2.根据权利要求1所述的单片式LCD 投影机，其特征在于，所述45°相位差板（4）为一片一面带粘且贴合于青板或白板玻璃基板上的1/4波片，以使光线振动轴产生45°的相位差。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920736130.XU CN209842315U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种单片式lcd投影机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920736130.XU CN209842315U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种单片式lcd投影机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209842315U true CN209842315U (zh) | 2019-12-24 |
Family
ID=68897681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201920736130.XU Active CN209842315U (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 一种单片式lcd投影机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209842315U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110174809A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-27 | 长沙创荣电子科技有限公司 | 一种单片式lcd投影机 |
-
2019
- 2019-05-22 CN CN201920736130.XU patent/CN209842315U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110174809A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-27 | 长沙创荣电子科技有限公司 | 一种单片式lcd投影机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1669066B (zh) | 具有反射镜和偏振转换器的偏振光源系统 | |
| US11287736B2 (en) | Compound eye illumination system and projection method of LCD projector | |
| JP2002328430A (ja) | 画像表示装置 | |
| KR100534575B1 (ko) | 프로젝션시스템의 광전환장치 | |
| US20120092589A1 (en) | Back light module and liquid crystal display device | |
| CN201145795Y (zh) | 背光模块与液晶显示装置 | |
| CN101614946B (zh) | 基于微显示芯片的紧凑型光学引擎系统 | |
| CN201402362Y (zh) | 一种高光效的微型投影光学引擎 | |
| WO2012024850A1 (zh) | 具有单个偏振转换器的led液晶投影机的光学结构 | |
| CN209842315U (zh) | 一种单片式lcd投影机 | |
| US20210109434A1 (en) | LCD projector optical system and projection method | |
| CN101907235A (zh) | 多灯合成照明装置以及使用了该装置的投射式显示装置 | |
| US20200401024A1 (en) | Active optical rotator and optical system for LCD projector | |
| CN100504587C (zh) | 投影机 | |
| CN201017160Y (zh) | 反射式led光学引擎 | |
| CN2602397Y (zh) | 一种单芯片投影显示系统的光学引擎 | |
| US11874590B2 (en) | Illumination system and projection device | |
| US20210124248A1 (en) | High-efficiency illumination system for LCD projector and projection method thereof | |
| CN210894973U (zh) | 一种激光光源系统 | |
| US7202918B2 (en) | LCD projection system and illumination device thereof | |
| CN201532518U (zh) | 基于微显示芯片的紧凑型光学引擎系统 | |
| CN102661537A (zh) | 背光模组及液晶显示器 | |
| CN2769919Y (zh) | 偏振光转换器 | |
| JP5178180B2 (ja) | 偏光光学系および投射型液晶表示装置 | |
| CN212989863U (zh) | 一种lcd投影机复眼照明系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A monolithic LCD projector Effective date of registration: 20220114 Granted publication date: 20191224 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hunan Xiangjiang New Area Branch Pledgor: CHANGSHA CRE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022430000004 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230111 Granted publication date: 20191224 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hunan Xiangjiang New Area Branch Pledgor: CHANGSHA CRE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022430000004 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A single-chip LCD projector Granted publication date: 20191224 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hunan Xiangjiang New Area Branch Pledgor: CHANGSHA CRE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980009145 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |