CN2537994Y

CN2537994Y - 数码投影机的分光装置

Info

Publication number: CN2537994Y
Application number: CN 02215748
Authority: CN
Inventors: 朱宗曦; 朱汝平; 朱宗升; 陈云祥; 杨爱萍; 朱毅
Original assignee: SHANGHAI LIBAO SCI-TECH Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LIBAO SCI-TECH Co Ltd
Priority date: 2002-02-10
Filing date: 2002-02-10
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-10

Abstract

本实用新型一种数码投影机的分光装置，其特点是：包括一λ/2波片、一偏振分光棱镜、一分光棱镜和一光程补偿块；所述的偏振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有偏振膜；所述的振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有分光膜；所述的λ/2波片与偏振分光棱镜一侧边连接，偏振分光棱镜的另一侧边与分光棱镜连接，偏振分光棱镜的第三侧边与光程补偿块连接。本实用新型省略了多块反光镜、分光镜、棱镜，减少配制部件，使制造成本降低；由于在分光组件中设有偏振分光棱镜、分光棱镜、光程补偿块，分光效果好。通过分光、合成，能发射出彩色的高质量图像。

Description

数码投影机的分光装置

技术领域

本实用新型涉及一种设置在数码投影机中的数码投影机分光装置。

技术背景

数码投影机的分光装置基本分为单片式分光装置与三片式分光装置两种，三片式分光装置为主流。它是由一个分光器和若干偏振过滤器将光分离成三基色(红、绿、蓝)，然后将三基色分别投射到三个硅基微晶成像芯片上，经过反射再将三个硅基微晶成像芯片上的红、绿、兰单色图像合成为彩色图像。

目前利用硅基微晶成像芯片的投影分光可分为两种：

一种是美国Aurora公司所研发的Nova光学引擎，其主要的特点是采用斜向的离轴照明，不需要使用PBS。因其不是采用远心照明，所镜头设计及三片液晶面板的像素对位会有很大的问题。

另一种是利用多个偏振棱镜PBS与一个合光棱镜组成。例如JVC生产的投影机，请参见图1-1、图1-2。该数码投影机包括光源11、两片复眼镜121、122、两片聚光镜131、132、前端反光镜17、分光装置14、三片硅基微晶成像芯151、152、153、一个混光镜16；分光装置14由滤色片141、偏振棱镜组142、一个混光镜143、反光镜组144构成，其中滤色片141由两片分光镜1411、1412组成；偏振棱镜组142由六个偏振棱镜1421、1422、1423、1424、1425、1426组成，反光镜由三片反光镜1441、1442、1443构成。

光源11、聚光镜131、复眼镜121、复眼镜122、聚光镜132、前端反光镜17在同一光轴上顺序间隔设置，前端反光镜17一侧间隔设有分光镜1411、分光镜1412、反光镜1441、反光镜1442、反光镜1443，在反光镜1443上方设有三个偏振棱镜1421、1422、11423，该三块偏振棱镜1421、1422、1423上方，还分别对应设有3块偏振棱镜1424、1425、1426，在偏振棱镜1424、1425、1426外侧分别设有红、绿、兰色的硅基微晶成像芯片151、152、153，在红、绿、兰色的三块偏振棱镜1424、1425、1426的内侧设有混光镜143，混光镜的一侧面设有成像物镜16。

现有技术的基本工作原理流程为：光源进入聚光镜与复眼镜后，其主要起到聚集光束的作用，经由分光镜将红、绿、蓝三色光分别滤出，再由反光镜的多次折射后分别投射入三块偏振棱镜(亦称PBS)，从图中可看出三束光还要进入另三块偏振棱镜后才能将最后的光镜射入红、绿、蓝三色硅基微晶成像芯片，最后通过X混光镜将最终图像由成像物镜中射出。

该装置虽然具有在处理过程中减少滤色片的分光、光能量损失少、控制结构简单、同步性较好和显示效果好的优点，但是也存在使用硅基微晶成像芯片的棱镜多、成本提高，三色图像合成的重合对装配工艺要求较高的缺点。

发明内容

本实用新型的目的要解决现有的数码投影机的分光装置的结构复杂、配制部件多、造价高的缺点，而提供一种结构简单、分光效果好的数码投影机的分光装置，通过该装置的分光后，再经混合，能射出高质量彩色图像。

本实用新型的技术方案是这样实现的，一种数码投影机的分光装置，其特点是：包括一λ/2波片、一偏振分光棱镜、一分光棱镜和一光程补偿块；所述的偏振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有偏振膜；所述的振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有分光膜；所述的λ/2波片与偏振分光棱镜一侧边连接，偏振分光棱镜的另一侧边与分光棱镜连接，偏振分光棱镜的第三侧边与光程补偿块连接。

上述数码投影机的分光装置，其中：所述的λ/2波片与偏振分光棱镜中一个直角棱镜的一直角边连接，该直角棱镜的另一直角边与分光棱镜的一侧边连接，该偏振分光棱镜另一直角棱镜的一直角边与光程补偿块的一侧边连接。

上述数码投影机的分光装置，其中：所述的λ/2波片与偏振分光棱镜中一个直角棱镜的一直角边连接，该直角棱镜的另一直角边与光程补偿块的一侧边连接，该偏振分光棱镜另直角棱镜的一直角边与分光棱镜的一侧边连接。

由于本实用新型采用了以上的技术方案，在该装置中省略了多块反光镜、分光镜、棱镜，减少配制部件，使制造成本降低；由于在分光组件中设有偏振分光棱镜、分光棱镜、光程补偿块，分光效果好。通过分光、合成，能发射出彩色的高质量图像。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图进一步给出。

图1-1是现有的投影机的结构示意图。

图1-2是图1-1中分光装置的结构示意图。

图2是本实用新型数码投影机的分光装置实施例一结构示意图。

图3是本实用新型数码投影机的分光装置实施例一分出绿色光工作原理图。

图4是本实用新型数码投影机的分光装置实施例一分出兰色光工作原理图。

图5是本实用新型数码投影机的分光装置实施例一分出红色光工作原理图。

图6是本实用新型数码投影机的分光装置实施例二结构示意图。

图7是本实用新型数码投影机的分光装置实施例二分出绿色光工作原理图。

图8是本实用新型数码投影机的分光装置实施例二分出兰色光工作原理图。

图9是本实用新型数码投影机的分光装置实施例二分出红色光工作原理图。

图10是本实用新型实施例二分光装置在投影机应用的总体结构示意图。

具体实施方式

请参见图2，这是本实用新型分光装置的实施例一结构示意图，该数码投影机的分光装置中，包括λ/2波片21、偏振分光棱镜22、分光棱镜23、光程补尝块24；偏振分光棱镜22由两个直角棱镜222、223对合成正方形构成，其对合的斜面上设有偏振膜221；分光棱镜23由两个直角棱镜232、233对合成正方形构成，其对合的斜面上设有分光膜231；λ/2波片21与偏振分光棱镜22一侧边连接，偏振分光棱镜23的另一侧边与分光棱镜23的一侧边连接，偏振分光棱镜22的第三侧边与光程补偿块24的一侧边连接。本实施例中，所述的λ/2波片21与偏振分光棱镜22中一个直角棱镜223的一直角边连接，该直角棱镜223的另一直角边与分光棱镜24的一侧边连接，该偏振分光棱镜另一直角棱镜222的一直角边与光程补偿块233的一侧边连接。

在构成投影机时，有红、绿、兰色的3片硅基微晶成像芯片25、27、26分别与本实用新型分光装置配置。分光棱镜23的右侧间隔设有红色的硅基微晶成像芯片25，其均设置在同一光轴上；光程补偿块24的下方间隔设有绿色的硅基微晶成像芯片27，兰色的硅基微晶成像芯片26间隔设在分光棱镜的下方。

请配合参见图3，本分光装置的绿色工作原理：由光源41发射的绿色S偏振光通过λ/2波片21仍为S偏振光，光线射到偏振分光棱镜22的偏振膜221上，S偏振光反射进入光程补偿块24，光线由光程补偿块24进入绿色硅基微晶成像芯片27，绿色的硅基微晶成像芯片27将S偏振光变成P偏振光反射入光程补偿块24、再通过偏振分光棱镜22射出分光装置。

请配合参见图4，本分光装置的兰色工作原理：兰色S偏振光通过λ/2波片21变成P偏振光，光线射到偏振分光棱镜22，通过偏振膜221，进入分光棱镜23，分光棱镜23中的分光膜231，将兰色反射进入兰色的硅基微晶成像芯片26，兰色硅基微晶成像芯片26将P偏振光变成S偏振光反射回分光棱镜23，分光棱镜23的分光膜231将兰色反射入偏振分光棱镜22，分光棱镜23的偏振膜231将S偏振光反射出分光装置。

请配合参见图5，本分光装置的红色工作原理：红色S偏振光通过λ/2波片21变成P偏振光，光线射到偏振分光棱镜22，通过偏振膜221，进入分光棱镜23，红光通过分光棱镜23中的分光膜231进入红色硅基微晶成像芯片25，红色硅基微晶成像芯片25将P偏振光变成S偏振光反射进入分光棱镜23，通过分光棱镜23的分光膜231进入偏振光棱镜22，偏振分光棱镜22的偏振膜221将S偏振光反射出硅基微晶成像分光装置。

红、绿、兰三色在本装置中的光轴等效重合，红、绿、兰三幅图像经过本分光装置的分光，混合，成为一幅鲜艳的彩色图像射出分光装置。

请参见图6，这是本实用新型数码投影机的分光装置实施例二，数码投影机的分光装置，包括λ/2波片31、偏振分光棱镜32、分光棱镜33、光程补偿块34。偏振分光棱镜32由两个直角棱镜322、323对合成正方形构成，其对合的斜面上设有偏振膜321；分光棱镜33由两个直角棱镜332、333对合成正方形构成，其对合的斜面上设有分光膜331；本实施例中，所述的λ/2波片31与偏振分光棱镜32中一个直角棱镜323的一直角边连接，该直角棱镜的另一直角边与分光棱镜33的一侧边连接，该偏振分光棱镜另直角棱镜322的一直角边与光程补偿块34的一侧边连接。

在构成投影机时，有红、绿、兰色的3片硅基微晶成像芯片35、37、36分别与本实用新型分光装置配置。其中，光程补偿块34的右边间隔设有绿色的硅基微晶成像芯片37，其均设置在同一光轴上，分光棱镜33的下方间隔设有红色的硅基微晶成像芯片35，兰色的硅基微晶成像芯片36间隔设在分光棱镜的右侧。

请配合参见图7，本分光装置的绿色工作原理：由光源31发射的绿色S偏振光通过λ/2波片31变为P偏振光，光线射到偏振分光棱镜32的偏振膜321上，P偏振光进入光程补偿块34，光线由光程补偿块34进入绿色的硅基微晶成像芯片37，绿色的硅基微晶成像芯片37将P偏振光变成S偏振光反射入光程补偿快34、再通过偏振分光棱镜32的偏振膜321反射出分光装置。

请配合参见图8，本分光装置的兰色工作原理：兰色S偏振光通过λ/2波片31仍为S偏振光，光线射到偏振分光棱镜32，通过偏振膜321，反射进入分光棱镜33，分光棱镜33中的分光膜331，将兰色反射进入兰色硅基微晶成像芯片36，兰色硅基微晶成像芯片36将S偏振光变成P偏振光反射回分光棱镜33，分光棱镜33的分光膜331将兰色反射入偏振分光棱镜32，通过偏振分光棱镜32的偏振膜321将P偏振光反射出分光装置。

请配合参见图9，本分光装置的红色工作原理：红色S偏振光通过λ/2波片31仍为S偏振光，光线射到偏振分光棱镜32，通过偏振膜反射321进入分光棱镜33，红光通过分光棱镜33中的分光膜331进入红色硅基微晶成像芯片35，红色硅基微晶成像芯片35将S偏振光变成P偏振光反射进入分光棱镜33，通过分光棱镜33的分光膜331进入偏振光棱镜32，通过偏振分光棱镜32的偏振膜321将P偏振光反射出分光装置。

请参见图10，这是本实用新型实施例二分光装置在投影机中应用的结构及原理，码投影机包括光源41、复眼透镜421、422，其凹凸面相对设置、偏振棱镜组43、聚光镜441的弧度面与另一块聚光镜442的平面相对设置、分光装置，均间隔设置在同一光轴上，成像物镜45设置在分光装置的上方。

其中，本分光装置的λ/2波片31的右侧胶着偏振分光棱镜32，偏振分光棱镜32另一侧粘连光程补偿块34，光程补偿块34的右边间隔设有绿色的硅基微晶成像芯片37，其均设置在同一光轴上，偏振分光棱镜32的下方粘连着分光棱镜33，分光棱镜33的下方间隔设有红色的硅基微晶成像芯片35，兰色的硅基微晶成像芯片36间隔设在分光棱镜的右侧。偏振分光镜32上设有偏振膜321，分光棱镜上设有分光膜331。

当数码投影机开机后，光源41发射的光进入复眼透镜421、422、偏振棱镜组43、聚光镜441、442后，起到聚集光束的作用，再射入分光装置3，红、绿、兰三色在分光装置中的光轴等效重合，红、绿、兰三幅图像经过分光，分别投射到三个硅基微晶成像芯片上，混合合成后，经成像物镜发射出一幅鲜艳的彩色图像。

本实用新型结构简单，制造成本低，使用方便，分光效果好，通过本分光装置分光、混合，能射出高质量的彩色图像。

Claims

1、一种数码投影机的分光装置，其特征在于：包括一λ/2波片、一偏振分光棱镜、一分光棱镜和一光程补偿块；所述的偏振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有偏振膜；所述的振分光棱镜由两个直角棱镜对合成正方形构成，其对合斜面设有分光膜；所述的λ/2波片与偏振分光棱镜一侧边连接，偏振分光棱镜的另一侧边与分光棱镜连接，偏振分光棱镜的第三侧边与光程补偿块连接。

2、根据权利要求1所述的数码投影机的分光装置，其特征在于：所述的λ/2波片与偏振分光棱镜中一个直角棱镜的一直角边连接，该直角棱镜的另一直角边与分光棱镜的一侧边连接，该偏振分光棱镜另一直角棱镜的一直角边与光程补偿块的一侧边连接。

3、根据权利要求1所述的数码投影机的分光装置，其特征在于：所述的λ/2波片与偏振分光棱镜中一个直角棱镜的一直角边连接，该直角棱镜的另一直角边与光程补偿块的一侧边连接，该偏振分光棱镜另一直角棱镜的一直角边与分光棱镜的一侧边连接。