CN219202118U - 一种lcd投影机照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LCD投影机照明装置,包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片、反射式偏光片模组、APF板和LCD光阀；所述LED光源包括基板、发光部和反射镜；所述聚光透镜组透镜的数量至少为一枚；所述准直透镜为自由曲面透镜、菲镜或者自由曲面透镜与菲镜的组合；所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片。本实用新型使采用聚光镜或聚光透镜组的光路能实现科学转偏，能切实地、较大幅度地提升投影机的输出亮度，不明显恶化投影机的白场均匀性，不额外明显增加LCD光阀无用的照射光线而不增加LCD光阀的散热负担，具有客观的可实施性和先进性，进而积极推动国产单LCD投影机向前发展。

Description

一种LCD投影机照明装置

技术领域

本实用新型涉及LCD投影机技术领域，尤其涉及一种LCD投影机照明装置。

背景技术

对单LCD投影机的照明光线进行偏振光变换(业内俗称“转偏”，后同)，即将LCD光阀入射光线在起偏时约≥58％的光线损失尽可能加以利用，是数十年来投影机研发工作者的梦想，直到最近数年方才出现一些具有实用价值的、较高性价比的转偏技术，参见如中国专利公开号CN112180665A所述。该技术针对于采用“方锥形聚光器”的聚光照明装置适用，不适用于采用单个聚光镜或者“聚光透镜组”的单LCD投影机聚光照明系统，比如中国专利公开号CN114047664A的附图1、附图2所示技术。

采用聚光镜或聚光透镜组对LED光源发出的光线进行聚光的光路，在业内属于较广泛使用的聚光照明技术之一，要对该类光路进行转偏，其难度是极其高的。首先是受投影机Fno(光圈)的限制，很难有真正意义的照明效率提升，比如使投影机亮度增加10％；其次是即便获得了一定的照明效率提升，但往往因为转偏过程产生了极端大的像差和畸变(可参见图1中的光线L2到光线L4的传递过程)，使照射LCD光阀的光线均匀度出现恶化而影响正常观影体验；再则是虽然照明光线实现了转偏，但因为受投影镜头Fno的限制，投影机输出亮度并没有增加，反而大幅度增加了LCD光阀的无用照射光线(可参见图1中的光线L3)，使LCD光阀的发热量显著增加而影响正常运行。

解决以上这些业内存在的深层次技术问题，使采用聚光镜或聚光透镜组的照明光路能实现科学转偏，收获切实的亮度提升如投影机输出亮度提升20％以上，投影机的白场均匀性不明显产生恶化，不额外明显增加LCD光阀无用的照射光线而白白发热，便是本实用新型的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种LCD投影机照明装置，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片、反射式偏光片模组、APF板和LCD光阀。

所述LED光源包括基板、发光部和反射镜；所述发光部包括多颗并列设置的发光晶片，所述发光晶片固定在所述基板上；所述反射镜的中央开设有透光孔，所述发光部位于所述透光孔内，所述反射镜的反射表面和所述发光部的发光表面并列设置，所述反射镜的背面与所述基板相贴合。

所述聚光透镜组包括至少一枚透镜。

所述准直透镜为自由曲面透镜、菲镜或者自由曲面透镜与菲镜的组合，其中所述自由曲面透镜为平凸型。

当所述准直透镜为自由曲面透镜与菲镜的组合时，所述自由曲面透镜和菲镜按光线行进方向依次设置，且所述自由曲面透镜的平面朝向所述LED光源，所述菲镜的齿面朝向所述LCD光阀。

所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片；每片所述反射式偏光片的透过轴和所述LCD光阀所需的入射偏振光的振动面平行。

当所述反射式偏光片模组包括两片反射式偏光片时，两片所述反射式偏光片分别为第一反射式偏光片和第二反射式偏光片，所述第一反射式偏光片的一条边a和所述第二反射式偏光片的一条边a'紧邻，所述边a和边a'与所述LCD光阀显示窗口的垂直平分线或水平平分线相对且平行；所述第一反射式偏光片和所述LCD光阀的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述边a和与边a相对的所述LCD光阀显示窗口的平分线构成一个平面，所述第二反射式偏光片和所述第一反射式偏光片沿所述平面对称设置。

当所述反射式偏光片模组包括四片反射式偏光片时，四片所述反射式偏光片的外形均为等腰三角形，四个所述等腰三角形呈共顶点(共同的顶点)且腰两两紧邻设置，所述共顶点位于所述LCD光阀的光轴OL上；四片所述反射式偏光片分别为第三反射式偏光片、第四反射式偏光片、第五反射式偏光片和第六反射式偏光片，所述第三反射式偏光片和所述第五反射式偏光片大小相等且位置相对(关于共同顶点对称)，所述第四反射式偏光片和所述第六反射式偏光片大小相等且位置相对(关于共同顶点对称)；所述第三反射式偏光片和所述第五反射式偏光片的底边与所述LCD光阀显示窗口的长边平行，所述第四反射式偏光片和所述第六反射式偏光片的底边与所述LCD光阀显示窗口的短边平行；所述第三反射式偏光片和所述LCD光阀的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述第四反射式偏光片和所述LCD光阀的入射面呈角度β,所述β满足0.6°≤β≤3.5°。

优选地，所述聚光透镜组透镜的数量为两枚，分别为按光线行进方向依次设置的第一透镜和第二透镜；所述第一透镜和所述第二透镜均为平凸结构，平面朝向所述LED光源；所述第一透镜和所述第二透镜的凸面均为自由曲面。

本实用新型积极效果：

本实用新型聚光透镜组包括至少一枚透镜，因此本实用新型实现了单个聚光镜或聚光透镜组的光路的科学转偏，收获切实的、较大幅度地亮度提升如投影机输出亮度提升20％以上，投影机的白场均匀性不明显产生恶化，不额外明显增加LCD光阀无用的照射光线而白白发热，具有客观的可实施性和先进性，积极推动国产LCD投影机行业向前发展。

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为本实用新型实施例一照明装置的示意图；

图2为本实用新型实施例二照明装置的示意图；

图3为本实用新型实施例三照明装置的示意图；

图4为图3中反射式偏光片模组的示意图；

图5为本实用新型LED光源的剖切示意图；

图6为本实用新型LED光源的立体分解图；

图7为图1的光线追迹示意图；

图8为图1光线追迹后LED光源反射镜上的光斑示意图；

图9为图1光线追迹后结果截图；

图10为现有技术照明装置光线追迹后结果截图。

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”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。

实施例一：

参见图1、图5-图9所示，本实施例提供的一种LCD投影机照明装置，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片4、反射式偏光片模组、APF板6和LCD光阀7。

所述LED光源包括基板11、发光部12和反射镜13；所述发光部12包括多颗并列设置的发光晶片，所述发光晶片固定在所述基板11上，如多颗所述发光晶片为尺寸45mi l的三安光电公司蓝光晶片，还有覆盖在该蓝光晶片表面的黄色荧光粉，这是白光LED光源的构成基本常识，不再赘述；所述反射镜13的中央开设有透光孔，所述发光部12位于所述透光孔内，所述反射镜13的反射表面和所述发光部12的发光表面并列设置，所述反射镜13的背面与所述基板11相贴合。

所述聚光透镜组包括至少一枚透镜。本实施例中，所述聚光透镜组包括的透镜数量优选但不限于为两枚，分别为按光线行进方向依次设置的第一透镜21和第二透镜22；所述第一透镜21和所述第二透镜22均为平凸结构，平面朝向所述LED光源；所述第一透镜21和所述第二透镜22的凸面均为自由曲面。这是如前述中国专利公开号CN114047664A的附图2所展示技术，具有照明效率较高，照射均匀度较好等特点，不再赘述。

所述准直透镜为自由曲面透镜31、菲镜(菲涅尔透镜的业内简称，全文同)32或者自由曲面透镜31与菲镜32的组合，其中所述自由曲面透镜31为平凸型；当所述准直透镜为自由曲面透镜31与菲镜32的组合时，所述自由曲面透镜31和菲镜32按光线行进方向依次设置，且所述自由曲面透镜31的平面朝向所述LED光源，所述菲镜32的齿面朝向所述LCD光阀7。

本实施例中，所述准直透镜优选但不限于采用菲镜32，很显然，采用菲镜32对于光线按正向传播时(如光线L、L1和光轴OL的箭头方向，光线从所述LED光源射向所述LCD光阀7方向，即光线从菲镜32的平面入射，从齿面出射)，菲涅尔结构有利于降低(科勒)照明系统所产生的一些关键像差指标，但当光线反向传输穿过菲镜32时(如光线L2的箭头方向，光线从所述反射式偏光片模组射向所述LED光源方向，即光线从菲镜32的齿面入射，从平面出射)，将产生极大的像差。所以为了实现如投影机的白场均匀性不明显恶化，不额外增加LCD光阀7无用的照射光线，需要对所述菲镜32的齿进行复杂的光学设计，包括但不限于对菲镜32的每一道齿环、齿面的K值(即con i c constant，一般理解为圆锥系数)和面型进行复杂的多阶非球面(Δth order aspher i c)设计，这对业内绝大多数企业的研发水平而言是非常困难的，所以这类采用单个聚光镜或聚光透镜组的光路至今业内并未进行过有切实功效的转偏技术并实现产品化，这也是国产投影机二十多年来人们所希望实现的。

所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片；每片所述反射式偏光片的透过轴和所述LCD光阀7所需的入射偏振光的振动面平行。反射式偏光片优选但不限于采用3M公司的DBEF薄膜通过背胶(光学胶)贴合于玻璃板上构成，实际上严格地说“反射式偏光片”是指诸如DBEF薄膜等材料，但由于DBEF薄膜非常薄非常柔软，通常需要贴合于玻璃上才能方便投影机生产制造，所以在和玻璃贴合之前或贴合之后，业内往往不做严格区分。

当所述反射式偏光片模组包括两片反射式偏光片时，两片所述反射式偏光片分别为第一反射式偏光片51和第二反射式偏光片52，所述第一反射式偏光片51的一条边a和所述第二反射式偏光片52的一条边a'紧邻(“紧邻”为“紧挨”、“重合”的意思，可以理解为边a和边a'重合，后同。另a和a'因为容易理解，图上未予特别标注)，所述边a和边a'与所述LCD光阀7显示窗口的垂直平分线或水平平分线相对且平行；所述第一反射式偏光片51和所述LCD光阀7的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述边a和与边a相对的所述LCD光阀7显示窗口的平分线构成一个平面，所述第二反射式偏光片52和所述第一反射式偏光片51沿所述平面对称设置。在实际的投影机产品上，θ的取值一般和所述LED光源到所述反射式偏光片模组的距离、所述LCD光阀7的尺寸太小有关系，该距离越长且所述LCD光阀7的尺寸越大，往往θ就相应越小，如实际中的最小值约0.8°左右，最大值约3.5°左右，此处仅做举例说明而并不做限定。

当所述反射式偏光片模组包括四片反射式偏光片时，四片所述反射式偏光片的外形均为等腰三角形，四个所述等腰三角形(指所述反射式偏光片)呈共顶点(共同的顶点，可理解为四个所述等腰三角形的顶点重合)且腰两两紧邻设置，所述共顶点位于所述LCD光阀7的光轴OL上；四片所述反射式偏光片分别为第三反射式偏光片53、第四反射式偏光片54、第五反射式偏光片55和第六反射式偏光片56，所述第三反射式偏光片53和所述第五反射式偏光片55大小相等且位置相对，所述第四反射式偏光片54和所述第六反射式偏光片56大小相等且位置相对；所述第三反射式偏光片53和所述第五反射式偏光片55的底边与所述LCD光阀7显示窗口的长边平行，所述第四反射式偏光片54和所述第六反射式偏光片56的底边与所述LCD光阀7显示窗口的短边平行；所述第三反射式偏光片53和所述LCD光阀7的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述第四反射式偏光片54和所述LCD光阀7的入射面呈角度β,所述β满足0.6°≤β≤3.5°。

本实施例中，优选但不限于所述反射式偏光片模组包括两片反射式偏光片，两片所述反射式偏光片分别为第一反射式偏光片51和第二反射式偏光片52，所述第一反射式偏光片51的一条边a和所述第二反射式偏光片52的一条边a'紧邻，优选但不限于所述边a和边a'与所述LCD光阀7显示窗口的水平平分线相对且平行；所述第一反射式偏光片51和所述LCD光阀7的入射面呈角度θ,所述LCD光阀7为友达公司或者京东方公司的5寸光阀，所述θ优选但不限于为3.2°-3.4°(考虑装配精度留的余量)；所述边a和所述LCD光阀7显示窗口的水平平分线组成一个平面，所述第二反射式偏光片52和所述第一反射式偏光片51沿此平面对称设置。直观一点说，参见图1所示的平面图，所述第二反射式偏光片52、所述第一反射式偏光片51关于所述LCD光阀7的光轴OL和水平平分线组成的平面对称。

虽然所述第一反射式偏光片51的一条边a和所述第二反射式偏光片52的一条边a'紧邻甚至重合，但实际上这还是不够的。因为所述第一反射式偏光片51和所述第二反射式偏光片52之间难免存在微小的缝隙而漏光，为了确保所述LCD光阀7的安全，以及所述LCD光阀7能正常显像(因为所述反射式偏光片模组的消光比较低)，还设置了APF板6。APF板6具体为一片APF膜通过光学胶贴合在玻璃板上构成。APF(Advanced Po l ar i zer F i lm)膜是近年的一种新材料，即上游的偏光片供应商，将如3M的DBEF薄膜和吸收式偏光片整合于一体的薄膜，以便于提高贴合DBEF薄膜和吸收式偏光片的效率和良率。

参见图1所示，LED光源的发光部12上任一点发出一根光线L，经所述第一透镜21和第二透镜22聚光，经菲镜32准直和四分之一波片4后，进而照射在所述第一反射式偏光片51上，经所述第一反射式偏光片51分光，将入射的自然光L分为两路振幅相等、振动面正交的线偏振光，振动面和所述LCD光阀7所需的入射偏振光的振动面平行的线偏振光L1透过所述第一反射式偏光片51并为所述LCD光阀7所用。很显然，剩下的一路线偏振光L2将被所述第一反射式偏光片51反射。

线偏振光L2依次穿过所述四分之一波片4(变为圆偏振光)，经所述菲镜32，经所述第二透镜22和第一透镜21聚光后，聚焦在所述反射镜13上(参见图8的聚焦光斑131)，进而被所述反射镜13反射(光线L3)，再次经所述第一透镜21和第二透镜22聚光，经所述菲镜32准直并再次穿过所述四分之一波片4后(再次变为线偏振光)，此时振动面旋转了90°变得和所述线偏振光L1的振动面平行，进而可无阻碍地穿过所述第二反射式偏光片52，并成为可被所述LCD光阀7利于的光线L4。需要说明的是，所述四分之一波片4并不是任意设置均可实现上述转偏过程，只有在所述四分之一波片4的快轴和所述LCD光阀7所需的入射偏振光的振动面呈+/-45°关系时才成立，此为基本光学知识，故此不再赘述。

参见图7所示本实施例的光线追迹示意图，实际上要实现本实用新型的目的，设计制作过程是比较复杂的。一方面，发光部12上任一点发出一根光线L，经所述第一反射式偏光片51分光时，线偏振光L1就是现有技术情况下LCD光阀7所获得的照明光线，其照明效率、对LCD光阀7的均匀照明等指标，均较为容易设计并获得较佳的结果，光线L1可参见图10所示的结果截图。图10中，LED光源设为10000Lm(50枚三安45mi l晶片制作的白光光源，发光部12的尺寸约13.3mm*6.55mm，功率100瓦)，采用图1的光学系统(不设置所述反射镜13、所述反射式偏光片模组不设角度θ)，LCD光阀7上获得了约3352Lm的照明光线(3352Lm全部为光线L1的贡献，即反射镜13、四分之一波片4、第二反射式偏光片52等对光线L1不起作用)，以友达公司5寸LCD光阀7为例，偏振光透过率约15％，考虑其它一些正常损耗，投影机可输出约360-380Lm。而LCD光阀7照射均匀度方面，(图10中数据)照度最小/最大＝0.73、平均照度/最大＝0.9。现有技术在此时并没有转偏的功效，反射式偏光片模组的设置仅参与了自然光到线偏振光的“起偏”过程，其唯一作用是降低了吸收式偏光片的吸热，也就是其反射的光线(如光线L2)并没有被所述LCD光阀7所利用，而是在所述LED光源到所述反射式偏光片模组之间的光路和光机壳体(图中未画出)上以发热的形式损耗掉。

光线L被所述第一反射式偏光片51分光后的反射光线如光线L2，对光线L2进行利用的过程，就是转偏的过程。相比自然光L到线偏振光L1的起偏过程，其在如图1的光学系统上的传输机理就复杂多了。参见图8所示的第一反射式偏光片51反射的光线L2在反射镜13表面的聚焦光斑131、第二反射式偏光片52反射的光线(图1中未画出，参照光线L2)的聚焦光斑132，和发光部12的形状完全不一样，说明光线L2经菲镜32、第二透镜22、第一透镜21后，产生了较大的失真，这也是本实用新型能否成功实施的关键。图8中，聚焦光斑131、132的能量分布为一道一道的环形，从中间往边缘，光斑的能量分布呈越来越小状，这是有限的量化方式所获得的环。

图9为本实施例光线追迹后获得结果的截图(所述反射镜13的反射率设为98％，其余光学器件未考虑反射和吸收损失)，已经考虑了投影镜头的限制。LED光源仍然设为10000Lm，LCD光阀7上获得了约4968Lm的照明光线，以友达公司5寸LCD光阀7为例，考虑其它一些同等的正常损耗，投影机可输出约530-560Lm，输出亮度获得了约1.5倍的提升，均匀度并未产生恶化，照度最小/最大＝0.75、平均照度/最大＝0.89。

从理论上说，只有LED光源的发光部12在投影镜头Fno限制尚有面积余量情况下，才能实现转偏。但实际上光线L经过所述第一透镜21、第二透镜22和菲镜32构成的简易科勒照明系统时，根本不可能在确保投影机输出较高均匀度时，所述发光部12的面积刚好把该投影镜头的Fno限制发挥到极致，所以所述第一反射式偏光片51、第二反射式偏光片52不总是100％产生了光展溢出而帮倒忙(如白白增加所述LCD光阀7的热量)，光线L2在依次经过所述菲镜32，所述第二透镜22、第一透镜21、反射镜13、第一透镜21、第二透镜22、菲镜32后，一部分光线仍然可被该投影镜头所利用，这也是本实用新型成立的基本理论依据，这取决于该传输过程公司中，光线L2究竟产生了多大的像差和畸变，同时光线L2在和光线L1进行叠加时，在LCD光阀7的显示窗口上叠加位置(均匀度破坏性)的选择。

本实施例实现了单个聚光镜或聚光透镜组的光路的科学转偏，收获切实的、较大幅度地亮度提升如投影机输出亮度提升了50％，投影机的白场均匀性不明显产生恶化，不额外明显增加LCD光阀7无用的照射光线而白白发热，不增加LCD光阀7的散热负担，具有客观的可实施性和先进性，积极推动国产LCD投影机行业向前发展。

实施例二：

参见图2所示，本实施例提供的一种LCD投影机照明装置，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片4、反射式偏光片模组、APF板6和LCD光阀7。

所述准直透镜为自由曲面透镜31，其余和实施例一相同。自由曲面透镜31和实施例一的所述菲镜32的区别为：到达第一反射式偏光片51的光线L，采用自由曲面透镜31因为没有所述菲镜32的死区(指螺纹无效区)存在，光线L的数值会大些，经所述第一反射式偏光片51分光后，光线L1的数值也水涨船高大一些，即照明系统的效率高些。

而针对于光线L2，在经过所述自由曲面透镜31，所述第二透镜22、第一透镜21、反射镜13、第一透镜21、第二透镜22和自由曲面透镜31的传输过程中，可以获得更小的像差和畸变设计，因为设计自由曲面时可选择的光学参数维度，比设计菲镜的齿多得多也容易得多。

实施例三：

参见图3、图4所示，本实施例提供的一种LCD投影机照明装置，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片4、反射式偏光片模组、APF板6和LCD光阀7。

本实施例与实施例一的区别在于：所述反射式偏光片模组包括四片反射式偏光片，四片所述反射式偏光片的外形均为等腰三角形，四个所述等腰三角形呈共顶点且腰两两紧邻设置，所述共顶点位于所述LCD光阀7的光轴OL上；四片所述反射式偏光片分别为第三反射式偏光片53、第四反射式偏光片54、第五反射式偏光片55和第六反射式偏光片56，所述第三反射式偏光片53和所述第五反射式偏光片55大小相等且位置相对(关于所述共同顶点对称)，所述第四反射式偏光片54和所述第六反射式偏光片56大小相等且位置相对(关于所述共同顶点对称)；所述第三反射式偏光片53和所述第五反射式偏光片55的底边与所述LCD光阀7显示窗口的长边平行，所述第四反射式偏光片54和所述第六反射式偏光片56的底边与所述LCD光阀7显示窗口的短边平行；所述第三反射式偏光片53和所述LCD光阀7的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述第四反射式偏光片54和所述LCD光阀7的入射面呈角度β,所述β满足0.6°≤β≤3.5°。

本实施例和实施例一的区别为照明系统转偏的效率更高，但照射LCD光阀7的均匀度会下降。因为四片反射式偏光片显著增加了光线L2在经过所述菲镜32，所述第二透镜22、第一透镜21、反射镜13、第一透镜21、第二透镜22、菲镜32传输时消除像差、减小畸变的难度。

实施例一对照射LCD光阀7的光展溢出，理论上只在(LCD光阀7显示窗口之内)与所述边a正交的方向才可能产生，所以其光学设计难度要低很多。而实施例三通常会使照射LCD光阀7的光线在任意方向都可能产生光展溢出，一般可通过对所述菲镜32的齿进行多阶非球面设计以获得光展溢出改善，或者所述准直透镜优选为自由曲面透镜31。当所述LCD光阀7的尺寸较大时，可优选为为自由曲面透镜31与菲镜32的组合。

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，由于数字表达的有限性，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LCD投影机照明装置，其特征在于，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片(4)、反射式偏光片模组、APF板(6)和LCD光阀(7)；

所述LED光源包括基板(11)、发光部(12)和反射镜(13)；所述发光部(12)包括多颗并列设置的发光晶片，所述发光晶片固定在所述基板(11)上；所述反射镜(13)的中央开设有透光孔，所述发光部(12)位于所述透光孔内，所述反射镜(13)的反射表面和所述发光部(12)的发光表面并列设置，所述反射镜(13)的背面与所述基板(11)相贴合；

所述聚光透镜组包括至少一枚透镜；

所述准直透镜为自由曲面透镜(31)、菲镜(32)或者自由曲面透镜(31)与菲镜(32)的组合，其中所述自由曲面透镜(31)为平凸型；当所述准直透镜为自由曲面透镜(31)与菲镜(32)的组合时，所述自由曲面透镜(31)和菲镜(32)按光线行进方向依次设置，且所述自由曲面透镜(31)的平面朝向所述LED光源，所述菲镜(32)的齿面朝向所述LCD光阀(7)；

所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片；每片所述反射式偏光片的透过轴和所述LCD光阀(7)所需的入射偏振光的振动面平行；

当所述反射式偏光片模组包括两片反射式偏光片时，两片所述反射式偏光片分别为第一反射式偏光片(51)和第二反射式偏光片(52)，所述第一反射式偏光片(51)的一条边a和所述第二反射式偏光片(52)的一条边a'紧邻，所述边a和边a'与所述LCD光阀(7)显示窗口的垂直平分线或水平平分线相对且平行；所述第一反射式偏光片(51)和所述LCD光阀(7)的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述边a和与边a相对的所述LCD光阀(7)显示窗口的平分线构成一个平面，所述第二反射式偏光片(52)和所述第一反射式偏光片(51)沿所述平面对称设置；

当所述反射式偏光片模组包括四片反射式偏光片时，四片所述反射式偏光片的外形均为等腰三角形，四个所述等腰三角形呈共顶点且腰两两紧邻设置，所述共顶点位于所述LCD光阀(7)的光轴OL上；四片所述反射式偏光片分别为第三反射式偏光片(53)、第四反射式偏光片(54)、第五反射式偏光片(55)和第六反射式偏光片(56)，所述第三反射式偏光片(53)和所述第五反射式偏光片(55)大小相等且位置相对，所述第四反射式偏光片(54)和所述第六反射式偏光片(56)大小相等且位置相对；所述第三反射式偏光片(53)和所述第五反射式偏光片(55)的底边与所述LCD光阀(7)显示窗口的长边平行，所述第四反射式偏光片(54)和所述第六反射式偏光片(56)的底边与所述LCD光阀(7)显示窗口的短边平行；所述第三反射式偏光片(53)和所述LCD光阀(7)的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述第四反射式偏光片(54)和所述LCD光阀(7)的入射面呈角度β,所述β满足0.6°≤β≤3.5°。

2.根据权利要求1所述的一种LCD投影机照明装置，其特征在于，所述聚光透镜组透镜的数量为两枚，分别为按光线行进方向依次设置的第一透镜(21)和第二透镜(22)；所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)均为平凸结构，平面朝向所述LED光源；所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)的凸面均为自由曲面。

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