[发明专利]一种LCD投影机的光学结构、投影机及P光和S光转换方法

说明书

本发明公开了一种LCD投影机的光学结构、投影机及P光和S光转换方法，该结构由LED阵列，以之一一对应的一次透镜阵列和灯杯式准直均光透镜阵列，1/4波片，反射式偏光片，液晶屏，菲涅尔透镜，反光镜和镜头组成，以上元件依次排立。本发明解决了现有单LCD投影机在照明中存在的均匀度低，光效低和光线杂乱的情况。

技术领域

本发明属于投影机应用技术领域，具体涉及一种LCD投影机的光学结构。

背景技术

现有单LCD投影机使用集成LED光源，使用单个聚光镜或者反光漏斗简单进行聚光后，照射到菲涅尔透镜，再照亮到液晶屏。液晶屏显示出图像后经菲涅尔透镜后汇聚，经反光镜反射后通过镜头，在幕布上投出画面。

现有的单LCD投影机照明部分结构简单，光线准直程度低。没有P光和S光转换功能，因而光效低，造成了单LCD投影机亮度低，均匀度差特点。

近年来，有人在菲涅尔透镜和液晶屏之间增加了1/4波片和反射式偏光片，虽然反射式偏光片能够透射P光反射S光，反射后的S光经1/4波片后也能完成偏转换，但这部分光会按原光返回LED，无法再次反射回来。只能以漫反射的形式多次反射，形成杂散光，最终被损失掉。因此这种方法效率十分低下。

同时镜头为了屏蔽杂散光，只能采用较小光澜，这又进一步降低了投影机亮度。

因此，现有的单LCD投影机存在亮度低的缺陷，严重的影响了单LCD投影机的应用。

发明内容

为克服上述存在之不足，本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种LCD投影机的光学结构，解决了现有单LCD投影机在照明中存在的均匀度低，光效低和光线杂乱的情况。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种LCD投影机的光学结构，其包括LED阵列及与LED阵列对应的一次透镜和二次透镜阵列，在二次透镜之后依次排列有1/4波片、反射式偏光片、液晶屏、菲涅尔透镜、反光镜和镜头。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述反射式偏光片与液晶屏和1/4波片之间不平行。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，反射式偏光片反射的偏振光通过1/4波片后经二次透镜反射后再次穿过1/4波片，完成P光和S光之间的转换。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述二次透镜阵列对光线的反射是基于大于布儒斯角的全反射原理而非反射介质原理。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述LED阵列中的LED芯片是一颗或多颗。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，所述一次透镜为凸透镜，二次透镜为灯杯式准直均光透镜。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，通过一次透镜和二次透镜对LED光进行准直，准直光的角度越小越好。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，经单个二次透镜准直光的照明强度为中间高，边缘部分逐渐减弱，没有明显的边界。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，在二次透镜阵列和液晶屏之间依次有1/4波片和反射式偏光片。

根据本发明所提供的一种LCD投影机的光学结构，其进一步地优选技术方案是，经二次透镜准直和均光后，形成入射角度小于7.5度的准直光线。

本发明还在上述光学结构的基础之上提出了一种LCD投影机，所述投影机的投影镜头含有前述的光学结构。