[实用新型]一种LCD投影机光学系统

说明书

本实用新型公开了一种投影机光学系统，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、透反板、聚光装置、第一聚焦透镜、偏光调制板、增亮型偏光板、LCD光阀、场镜、反射镜和投影镜头。所述透反板设有透光部和反射部，所述LED光源的光线，自所述透光部射入聚光装置，通过所述增亮型偏光板对照明光线进行透、反偏振光分离，对LCD光阀无用的那一路偏振光，被反射回来并由第一聚焦透镜和聚光装置汇聚在透反板的反射部和透光部，经反射部和透光部再次反射回增亮型偏光板，此时无用的那一路偏振光连续两次穿过偏光调制板而偏振面或偏振性被改变，且光展未增大，故原来不能被LCD光阀利用的那一路偏振光线，能大幅度地被利用起来，从而显著提升了投影机的光线利用率，具有较好的创新性、性价比和实用性。

技术领域

本实用新型涉及LCD投影机领域，尤其涉及一种单LCD投影机光学系统。

背景技术

一直以来，单LCD投影机始终以高耗低效的形态存在，其光学效率很难突破3.5％，从而根本上局限了单LCD投影机的性能和应用。近年来，业内也在不断研发一些成本相对低廉的PCS(Polarization Conversion System，偏振光转换系统)专利技术以期待提升光学系统效率，目前看效果都非常有限。

现公开的相对廉价的PCS技术，其客观性和正确性都普遍存在问题，主要有两种代表技术，现通过图6和图7进行分析说明。

见图6所示，按光线行进方向依次设置的LED光源6′、聚光照明装置7′、1/4波片8′、反射式偏光片9′、LCD光阀10′、后菲11′(场镜)、反射镜12′和投影镜头13′，其中聚光照明装置7′包括方锥形聚光器71′和前菲72′。最理想情况是方锥形聚光器71′的入射端的光展和LCD光阀10′的光展相等且出射端的光展无溢出(或轻度溢出)，反射式偏光片9′所反射的、任何不能到达方锥形聚光器71′的入射端而自聚光照明装置7′其余部位反射回所述反射式偏光片9′实现了偏振光变换的光线，都极难以被投影镜头13′所利用，只能大幅度增加LCD光阀10′的发热；视光展溢出情况，反射式偏光片9′所反射的光线，经前菲72′折射后，达到方锥形聚光器71′入射端的光线和光展溢出成反比，而且，即便到达了方锥形聚光器71′的入射端，因为LED光源6′的发光面的反射率、以及LED光源6′的基板可利用的反射效能，都非常低，故此转偏技术对光线利用率的提升，几乎不可能超6％。

图6展示了一种光展正常范围溢出下的状况，LED光源6′发出的任意一根主光线Lk，经方锥形聚光器71′、前菲72′、1/4波片8′后到达反射式偏光片9′，经反射式偏光片9′分离出一路LCD光阀10′可用的光线Pa透射；而反射式偏光片9′反射的光线Sb1，经1/4波片8′、前菲72′折射后，Sb1经方锥形聚光器71′多次反射，依次是Sb2、Sb3、Sb4并经1/4波片8′后到达反射式偏光片9′。如果此时可以为反射式偏光片9′所透射，则Sb4到达LCD光阀10′，少部分光线被LCD光阀10′透射而成为杂散光Pc，多数光线被LCD光阀10′以焦耳热损耗掉，这种转偏技术，缺乏正确性，没有实用价值。

见图7所展示的另一种PCS代表性技术，按光线行进方向依次设置了光源装置1′、聚光装置2′、前菲3′，反射式偏光片4′，液晶屏5′和带1/4波片的反光镜14′，这些PCS技术的一个共性是：反射式偏光片4′和液晶屏5′不平行，以及光源装置1′和带1/4波片的反光镜14′并列排列。这种技术类似于“永动机”技术，其光展溢出比图6展示技术要严重得多，所以收效自然小得更多，这种技术不符合基本客观常识。

在越来越注重能耗的时代，需要对单LCD投影机现有的照明技术、现有的转偏技术，进行全面的、科学的创新，才能真正提升光学系统效率，这就是本实用新型要解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种能够提高光线利用率且结构简单、价格相对低廉的LCD投影机光学系统。