[發明專利]一種LCD投影機的光學結構、投影機及P光和S光轉換方法

在審

• 申請號: 201911055061.7
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110764354A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 徐逸
• 申請（專利權）人: 興光譜科技成都有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 51267 成都為知盾專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 李漢強

本發明公開了一種LCD投影機的光學結構、投影機及P光和S光轉換方法，該結構由LED陣列，以之一一對應的一次透鏡陣列和燈杯式準直均光透鏡陣列，1/4波片，反射式偏光片，液晶屏，菲涅爾透鏡，反光鏡和鏡頭組成，以上元件依次排立。本發明解決了現有單LCD投影機在照明中存在的均勻度低，光效低和光線雜亂的情況。

技術領域

本發明屬于投影機應用技術領域，具體涉及一種LCD投影機的光學結構。

背景技術

現有單LCD投影機使用集成LED光源，使用單個聚光鏡或者反光漏斗簡單進行聚光后，照射到菲涅爾透鏡，再照亮到液晶屏。液晶屏顯示出圖像后經菲涅爾透鏡后匯聚，經反光鏡反射后通過鏡頭，在幕布上投出畫面。

現有的單LCD投影機照明部分結構簡單，光線準直程度低。沒有P光和S光轉換功能，因而光效低，造成了單LCD投影機亮度低，均勻度差特點。

近年來，有人在菲涅爾透鏡和液晶屏之間增加了1/4波片和反射式偏光片，雖然反射式偏光片能夠透射P光反射S光，反射后的S光經1/4波片后也能完成偏轉換，但這部分光會按原光返回LED，無法再次反射回來。只能以漫反射的形式多次反射，形成雜散光，最終被損失掉。因此這種方法效率十分低下。

同時鏡頭為了屏蔽雜散光，只能采用較小光瀾，這又進一步降低了投影機亮度。

因此，現有的單LCD投影機存在亮度低的缺陷，嚴重的影響了單LCD投影機的應用。

發明內容

為克服上述存在之不足，本發明的發明人通過長期的探索嘗試以及多次的實驗和努力，不斷改革與創新，提出了一種LCD投影機的光學結構，解決了現有單LCD投影機在照明中存在的均勻度低，光效低和光線雜亂的情況。

為實現上述目的本發明所采用的技術方案是：一種LCD投影機的光學結構，其包括LED陣列及與LED陣列對應的一次透鏡和二次透鏡陣列，在二次透鏡之后依次排列有1/4波片、反射式偏光片、液晶屏、菲涅爾透鏡、反光鏡和鏡頭。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，所述反射式偏光片與液晶屏和1/4波片之間不平行。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，反射式偏光片反射的偏振光通過1/4波片后經二次透鏡反射后再次穿過1/4波片，完成P光和S光之間的轉換。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，所述二次透鏡陣列對光線的反射是基于大于布儒斯角的全反射原理而非反射介質原理。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，所述LED陣列中的LED芯片是一顆或多顆。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，所述一次透鏡為凸透鏡，二次透鏡為燈杯式準直均光透鏡。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，通過一次透鏡和二次透鏡對LED光進行準直，準直光的角度越小越好。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，經單個二次透鏡準直光的照明強度為中間高，邊緣部分逐漸減弱，沒有明顯的邊界。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，在二次透鏡陣列和液晶屏之間依次有1/4波片和反射式偏光片。

根據本發明所提供的一種LCD投影機的光學結構，其進一步地優選技術方案是，經二次透鏡準直和均光后，形成入射角度小于7.5度的準直光線。

本發明還在上述光學結構的基礎之上提出了一種LCD投影機，所述投影機的投影鏡頭含有前述的光學結構。