CN2575712Y

CN2575712Y - 一种液晶显示投影机

Info

Publication number: CN2575712Y
Application number: CN 02256954
Authority: CN
Inventors: 朱钧; 刘冬; 潘圆圆
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2012-10-11

Abstract

一种液晶显示投影机，属于光学仪器领域。为了克服现有液晶投影机光学引擎调试困难、定位要求高的不足，本实用新型公开了一种液晶显示投影机，包括光源组件，光学引擎和投影镜头，光学引擎包括一个偏振分光镜，一块棱镜和三个液晶，其特征在于所述的棱镜为等腰直角三棱镜，其侧面中两个互相垂直的光学表面上各镀有一层双色介质膜；等腰直角三棱镜接受偏振分光镜透射的光束，经镀有双色介质膜两光学表面的透射或反射，将光束分成红、绿、蓝三色，三个液晶分别调制所述的三色光束，等腰直角三棱镜将经调制的光束合成一束，偏振分光镜将合成的光束反射到投影镜头上。本实用新型的光学引擎所需的光学器件少，调试和定位方便，这大大降低了投影机成本。

Description

一种液晶显示投影机

技术领域

一种液晶显示投影机属于光学仪器领域，尤其涉及一种投影仪器。

背景技术

液晶投影技术得到了巨大发展，广泛应用于计算机显示，投影机，投影电视。这一技术提高了人类生活的质量，给社会带来了巨大的财富。

一般液晶投影系统由光源组件，光学引擎，投影镜头等元件组成。

光源组件一般包括照明光源(提供投影机照明)，准直透镜组(将照明光源发射的发散光变成平行光束)，滤光器(滤去光束中红外和紫外光)，起偏器(将光源的自然偏振光变成线偏振光)。

在光学引擎中，光源的光束被分成红绿蓝三色，三色光束分别被三个液晶(Liquid crystalon silicon简称Lcos)进行强度调制；光学引擎再将三色光合为一束，射到投影镜头上形成图像。

在中国发明专利申请公开号CN 1330280A，公开日2002年1月9日，发明创造的名称为液晶显示投影机，该公开说明书中公开了一种含有斜方棱镜三色合/分光引擎的液晶显示投影机，它主要由光源组件，光学引擎和投影镜头组成。光学引擎包括一个偏振分光镜，一个镀有双色介质膜的斜方棱镜和三个液晶。光源组件射出的线偏振光经光学引擎分光，调制，合光后，通过投影镜头投影到屏幕上。

其不足在于：上述液晶显示投影机的光学引擎要求斜方棱镜的夹角为非标准角度，使得元器件的定位不再是简单的相互垂直的关系，所以光学引擎对调试、定位的要求很高，不易制造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，制造、调试和定位较为方便的液晶显示投影机。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种液晶显示投影机，包括光源组件，光学引擎和投影镜头，所述光学引擎包括一个接受所述光源组件射出光束的偏振分光镜，一块可进行分光和合光的棱镜和可分别调制红、绿、蓝三色光束的三个液晶，其特征在于所述的棱镜为等腰直角三棱镜，所述等腰直角三棱镜的侧面中两个互相垂直的光学表面上各镀有一层双色介质膜；所述等腰直角三棱镜接受所述偏振分光镜透射出的线偏振光束，经镀双色介质膜的两光学表面的透射或反射，将线偏振光束分成红、绿、蓝三种颜色的光束，所述的三个液晶分别接受并调制所述的三色光束，所述的等腰直角三棱镜将经调制的光束合成一束光，所述的偏振分光镜将合成的光束反射到所述的投影镜头上。

在所述的液晶显示投影机中，所述的第一个镀双色介质膜的光学表面为可透射红、绿、蓝三色中的一色光束，反射其余两色光束的光学表面；第二个镀双色介质膜的光学表面为透射经第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的两色光束中一色光束，反射另外一色光束的光学表面。其包括以下6种情况：

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射蓝光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射绿光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射蓝光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射蓝光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射红光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射绿光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射红光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射红光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射红光和蓝光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射蓝光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射红光和蓝光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射红光。

作为本实用新型的一种改进，在所述两个镀双色介质膜的光学表面分别透射出的两条单色光束的传播光路中均增加补偿光程的光学器件，使三种颜色的光束传播的光程相等。

本实用新型的另一种方案为：所述的第一个镀双色介质膜的光学表面为可反射红、绿、蓝三色中的一色光束，透射其余两色光束的光学表面；第二个镀双色介质膜的光学表面为透射经第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的两色光束中一色光束，反射另外一色光束的光学表面。其包括以下6种情况：

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射红光，透射蓝光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射绿光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射红光，透射蓝光和绿光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射蓝光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射绿光，透射蓝光和红光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射蓝光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射绿光，透射蓝光和红光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射蓝光，反射红光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射蓝光，透射绿光和红光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射红光，反射绿光。

在液晶显示投影机中，所述光源组件发出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面反射蓝光，透射绿光和红光，第二个镀双色介质膜的光学表面透射绿光，反射红光。

作为上述方案的一种改进，在所述第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的单色光束的传播光路中增加补偿光程的光学器件，在所述第二个镀双色介质膜的光学表面透射出的单色光束的传播光路中也增加补偿光程的光学器件，使三种颜色的光束传播的光程相等。

经实验，本实用新型解决了现有技术的问题，达到了预期的目的。

附图说明

图1为现有发明专利申请公开的液晶显示投影机的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例一的结构示意图。

图3为本实用新型的实施例二的结构示意图。

图4为本实用新型的实施例三的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，现有发明专利申请公开的液晶显示投影机包括光源组件100，光学引擎200和投影镜头300。光学引擎包括偏振分光镜3，镀有双色介质膜的斜方棱镜4，和液晶5、6、7。光源组件射出的光束经光学引擎分光，调制，合光后，通过投影镜头300，投影到屏幕400上。其中，所述的光学引擎200的调试和定位较为复杂。

下面结合图2说明本实用新型的工作原理：

光源组件100包括：照明光源，光准直透镜组(将光源的发散光变成平行光)，滤光片(滤去红外和紫外光)，光束均滑器(将平行光横截面上的光强变均匀)和起偏器(将自然偏振光束变成线偏振光束)。组成光源组件的技术均为现有技术，光源组件可以采用常规的元器件，可以有不同的连接、组合方式，故图中为详细画出。

从光源组件100出射的光束1进入光学引擎200。经过偏振分光镜3后，光束1为P偏振光，偏振方向如箭头2所示。等腰直角三棱镜4的基底是一块端面为等腰直角三角形的棱柱式的光学玻璃，其侧面中两个互相垂直的光学表面10、20上分别镀上一层双色介质膜。偏振分光镜3和等腰直角三棱镜4的未镀膜的斜边所在的光学表面胶合在一起。经偏振分光镜3射出的线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面10透射红光反射绿光和蓝光，第二个镀双色介质膜的光学表面20透射蓝光反射绿光。

光束1通过偏振分光镜3垂直射入等腰直角三棱镜4。在第一个镀双色介质膜的光学表面10上，红光透出射向液晶(红)5，红光的偏振方被液晶(红)5调制。绿光和蓝光则在等腰直角三棱镜4内部传播，射向第二个镀双色介质膜的光学表面20。在第二个镀双色介质膜的光学表面20上，蓝光透出射向液晶(蓝)7，蓝光偏振方向被液晶(蓝)7调制；在第二个镀双色介质膜的光学表面20上，绿光被反射向液晶(绿)6，其偏振方向被液晶(绿)6调制。这里所说光的偏振方向被调制系指三色光分别照射到液晶5、6、7后，光的偏振方向被液晶内电路改变，即原线偏振光变成椭圆度不同的椭圆偏振光，椭圆偏振光为P偏振和S偏振的叠加。被液晶反射的光束沿原光路返回，通过等腰直角三棱镜进行合光。合光是P偏振和S偏振的叠加，合光中S偏振方向的光可被偏振分光镜3反射进入投影镜头300形成影像射出到屏幕400。

如图3所示的本实用新型的实施例二是对实施例一的进一步改进，在红光传播的光路中增加补偿光程的光学器件8，在蓝光传播的光路中增加补偿光程的光学器件9。等腰直角三棱镜4可与光学器件8和光学器件9胶合在一起。这样，保证了三色光束传播的光程相等。光学器件8、9可以是透明的光学玻璃。

如图4所示的本实用新型的另一实施例，线偏振光先入射到的第一个镀双色介质膜的光学表面10反射红光，透射绿光和蓝光，第二个镀双色介质膜的光学表面20透射蓝光反射绿光。在红光传播的光路中设有补偿光程的光学器件8，在蓝光传播的光路中设有补偿光程的光学器件9。等腰直角三棱镜4可与光学器件8和光学器件9胶合在一起。这样，保证了三色光束传播的光程相等。光学器件8、9可以是透明的光学玻璃。三色光束被三个相应的液晶分别调制，调制后的光束沿原光路返回，通过等腰直角三棱镜进行合光。合光是P偏振和S偏振的叠加，合光中S偏振方向的光可被偏振分光镜3反射进入投影镜头300形成影像射出到屏幕400。

从上文可看出，本实用新型的光学引擎所需的光学器件较少，并且调试和定位方便。本实用新型的这一特点将降低投影机成本，使液晶显示投影机更容易进入家庭。

Claims

1.一种液晶显示投影机，包括光源组件，光学引擎和投影镜头，所述光学引擎包括一个接受所述光源组件射出光束的偏振分光镜，一块可进行分光和合光的棱镜和可分别调制红、绿、蓝三色光束的三个液晶，其特征在于所述的棱镜为等腰直角三棱镜，所述等腰直角三棱镜的侧面中两个互相垂直的光学表面上各镀有一层双色介质膜；所述等腰直角三棱镜接受所述偏振分光镜透射出的线偏振光束，经镀双色介质膜的两光学表面的透射或反射，将线偏振光束分成红、绿、蓝三种颜色的光束，所述的三个液晶分别接受并调制所述的三色光束，所述的等腰直角三棱镜将经调制的光束合成一束光，所述的偏振分光镜将合成的光束反射到所述的投影镜头上。

2.根据权利要求1所述的液晶显示投影机，其特征在于所述的第一个镀双色介质膜的光学表面为可透射红、绿、蓝三色中的一色光束，反射其余两色光束的光学表面；第二个镀双色介质膜的光学表面为透射经第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的两色光束中一色光束，反射另外一色光束的光学表面。

3.根据权利要求2所述的液晶显示投影机，其特征是在所述两个镀双色介质膜的光学表面分别透射出的两条单色光束的传播光路中均增加补偿光程的光学器件，使三种颜色的光束传播的光程相等。

4.根据权利要求1所述的液晶显示投影机，其特征在于所述的第一个镀双色介质膜的光学表面为可反射红、绿、蓝三色中的一色光束，透射其余两色光束的光学表面；第二个镀双色介质膜的光学表面为透射经第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的两色光束中一色光束，反射另外一色光束的光学表面。

5.根据权利要求4所述的液晶显示投影机，其特征是在所述第一个镀双色介质膜的光学表面反射出的单色光束的传播光路中增加补偿光程的光学器件，在所述第二个镀双色介质膜的光学表面透射出的单色光束的传播光路中也增加补偿光程的光学器件，使三种颜色的光束传播的光程相等。