一种投影模块和投影机制造技术

本发明专利技术公开了一种投影模块，包括透射式的LCD光阀、合光装置和投影镜头，所述LCD光阀的数量为两片或者三片；所述LCD光阀的数量为三片时，所述合光装置为X棱镜，任一片LCD光阀显示窗口的长边W和所述X棱镜的中心交线A平行；所述LCD光阀的数量为两片时，第一片LCD光阀出射的光线透过所述合光装置，第二片LCD光阀出射的光线经所述合光装置反射。本发明专利技术还公开了一种投影机，包括所述的投影模块。本发明专利技术能显著改善合光装置的制作难易度和实现相对廉价的制作成本，且可缩小整机体积，改变整机外形堆叠和降低投影镜头的制作成本，提高产品竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种投影模块和投影机
本专利技术涉及投影机领域，尤其涉及一种投影模块和LCD投影机。
技术介绍
如图5-8所示，传统的3LCD投影机，LCD光阀和合光装置的排位方式为任一片LCD光阀显示窗口的短边H’和X棱镜2’的中心交线A’平行。图中，1’为投影镜头，2’为X棱镜，3’、4’、5’分别对应为显示红、绿、蓝场图像的LCD光阀，50为LCD光阀的FPC(FlexiblePrintedCircuit)排线，//为平行符号(后同)。这种排位方式是由国外3LCD投影技术的发展方向和历史积累所注定的。近30年来，基于HTPS(HighTemperaturePoly-Silicon，高温多晶硅)技术的LCD光阀尺寸越来越小，从早期量产的1.3英寸左右，到现在约0.5英寸左右，相应地，X棱镜2’的体积也越来越小，成本也越来越低。近年来，3LCD投影机最核心的器件即LCD光阀，国内已可以通过采用LTPS(低温多晶硅)技术实现量产，但现阶段国产LCD光阀尺寸还偏大，目前LTPS技术只能稳定制作约2-2.5英寸的LCD光阀。相比国外HTPS技术的光阀，同等分辨率情况下，国产LTPS技术光阀的尺寸要大4-5倍，但好处是成本降低了3-5倍，同时光阀尺寸大，投影机输出同样的亮度，光阀散热相对就容易多了，而且因为光阀尺寸大，对投影光源的光学扩展量(简称光展)限制也越小，所以投影机可以输出更高的亮度。相应地，如果按图5所示传统的LCD光阀和合光装置的排位方式设计制作适用于国产较大尺寸LCD光阀的X棱镜2’，即LCD光阀显示窗口的短边H’和X棱镜2’的中心交线A’平行，会导致X棱镜2’的制作难度，制作成本都非常高，从而对投影机的竞争力造成极为不利的影响。图6为X棱镜的结构示意图，由四枚直角棱镜胶合而成，胶合面上制作有原理复杂的光学薄膜各司其职，从而对3个LCD光阀产生合光的作用。四个直角棱镜的直角顶点重合并形成一条直线，即上述X棱镜2’的中心交线A’。在还没有专利技术X棱镜的时候，3LCD投影机的3个LCD光阀，通过多片二向色板，或者多片二向色板和多个直角棱镜、玻璃导光棒的组合进行合光。这种技术会导致投影镜头的后焦距极长，且对投影光源的光展限制局限非常大，在上世纪末期已经完全淘汰。参见图9-10所示，由于3LCD投影机制作工艺相对较复杂，成本较高，故在实现国产LCD光阀技术突破的时候，也诞生了更加简洁且具有较高光学效率的2LCD投影机。可参见美国授权专利US10809610B1、US10859900B1等，在现有2LCD投影机上，也存在着和上述3LCD投影机合光装置类似的工程难题(后述)。图9中，合光装置21’采用棱镜方式，如PBS(PolarizationBeamSplitter，偏振光分离)棱镜或者二向色棱镜，由两个尺寸相等的直角棱镜，通过将其斜面胶合一起而成，在直角棱镜的斜面上制作有分光光学薄膜210’(简称分光膜)。6’、7’为两片LCD光阀，a″为LCD光阀显示窗口的长边。LCD光阀6’、7’和分光膜210’的排位参见图9所示，a″和分光膜210’的相对摆放关系，是现有技术区分本专利技术技术的重要识别参数。图10是合光装置采用平板式合光镜8’的现有2LCD投影技术，平板式合光镜8’一般以波长为分光方式或者以偏振性为分光方式。在平板式合光镜8’的出射面上制作有分光膜。两片LCD光阀6’、7’和平板式合光镜8’的排位参见图10所示，a″为LCD光阀显示窗口的长边。本专利技术的目的就在于克服国产LCD光阀因为尺寸较大而带来的合光难题，使得3LCD投影机的X棱镜、或者2LCD投影机的合光装置制作变得简单、廉价，同时对缩小整机体积，改变整机外形堆叠，降低投影镜头的制作成本，也有积极帮助。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种投影模块，本专利技术能显著改善较大尺寸光阀的3LCD投影机的X棱镜、或者2LCD投影机合光装置的制作难易度，实现相对廉价的制作成本，且可缩小整机体积，改变整机外形堆叠和降低投影镜头的制作成本。本专利技术提供的一种投影模块，包括透射式的LCD光阀、合光装置和投影镜头，所述LCD光阀的数量为两片或者三片。当所述LCD光阀的数量为三片时，所述合光装置为X棱镜，任一片LCD光阀的显示窗口的长边W和所述X棱镜的中心交线A平行。当所述LCD光阀的数量为两片时，两片LCD光阀中的第一片LCD光阀出射的光线依次透过所述合光装置和投影镜头后投射出去；第二片LCD光阀出射的光线经所述合光装置反射后与第一片LCD光阀透过所述合光装置的光线相重叠后再经所述投影镜头投射出去；设所述合光装置对第二片LCD光阀出射的光线进行反射的反射面与所述投影镜头的光轴的交点为P，在所述反射面上、经过点P且与任一片LCD光阀显示窗口的长边W相平行的直线为B，第二片LCD光阀经所述合光装置反射的光线沿直线B和所述投影镜头的光轴所决定的平面发生镜像转折。本专利技术还提供了一种投影机，包括所述投影模块，其中当LCD光阀的数量为三片时，对应的投影机为3LCD投影机；当LCD光阀的数量为二片时，对应的投影机为2LCD投影机。本专利技术的有益效果：1、本专利技术LCD光阀的显示窗口的长边W和X棱镜的中心交线A平行，使得X棱镜的长宽尺寸能尽量缩小，可显著改善X棱镜的制作难度，降低制作成本，尽管在X棱镜高度方向的尺寸会增加，但X棱镜高度的增加，并不影响制作难度，一定尺寸范围内，对成本影响很小。2、本专利技术针对2LCD投影机的合光装置，不管是棱镜方式还是平板方式合光，都可显著改善合光装置的制作难度，降低制作成本，提升合光品质，改善投影图像亮、色不均匀瑕疵，提高用户观看体验的满意度。3、本专利技术使得整机布局和造型可以获得更加新颖的选择，对改变和创新投影机一成不变的外观造型，有了新的选择维度；同时由于X棱镜长宽方向尺寸的缩小，或者合光装置的缩小，使得投影镜头的后焦距可以相应减小，可显著改善投影镜头的制作难度，降低制作成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一的立体图，此时LCD光阀的数量为三片；图2为本专利技术实施例二的立体图，此时LCD光阀的数量为二片；图3为图1进一步说明的结构示意图；图4为图3的左视图；图5为现有技术的示意图，此时LCD光阀的数量为三片；图6为X棱镜的结构示意图；图7为图5进一步说明的结构示意图；图8为图7的左视图；图9为现有技术的示意图，此时LCD光阀的数量为二片；图10为现有技术的示意图，此时LCD光阀的数量为二片。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影模块，其特征在于，包括透射式的LCD光阀、合光装置和投影镜头(1)，所述LCD光阀的数量为两片或者三片；/n当所述LCD光阀的数量为三片时，所述合光装置为X棱镜(2)，任一片LCD光阀的显示窗口的长边W和所述X棱镜(2)的中心交线A平行；/n当所述LCD光阀的数量为两片时，两片LCD光阀中的第一片LCD光阀(6)出射的光线依次透过所述合光装置(8)和投影镜头(1)后投射出去；第二片LCD光阀(7)出射的光线经所述合光装置(8)反射后与第一片LCD光阀(6)透过所述合光装置(8)的光线相重叠后再经所述投影镜头(1)投射出去；设所述合光装置(8)对第二片LCD光阀(7)出射的光线进行反射的反射面与所述投影镜头(1)的光轴的交点为P，在所述反射面上、经过点P且与任一片LCD光阀显示窗口的长边W相平行的直线为B，第二片LCD光阀(7)经所述合光装置(8)反射的光线沿直线B和所述投影镜头(1)的光轴所决定的平面发生镜像转折。/n

【技术特征摘要】
20201222 CN 20201153401581.一种投影模块，其特征在于，包括透射式的LCD光阀、合光装置和投影镜头(1)，所述LCD光阀的数量为两片或者三片；
当所述LCD光阀的数量为三片时，所述合光装置为X棱镜(2)，任一片LCD光阀的显示窗口的长边W和所述X棱镜(2)的中心交线A平行；
当所述LCD光阀的数量为两片时，两片LCD光阀中的第一片LCD光阀(6)出射的光线依次透过所述合光装置(8)和投影镜头(1)后投射出去；第二片LCD光阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瀚文，
申请(专利权)人：南华智能精密机器深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44