一种两片式LCD投影机光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种两片式LCD投影机光学系统，包括设有红色和绿色亚像素的LCD光阀、黑白LCD光阀、红色和绿色混合光线照明装置、蓝色光线照明装置、合色镜、投影镜头和光阀电驱动装置；所述红色和绿色混合光线照明装置发出的光线经所述LCD光阀后射出至所述合色镜；所述蓝色光线照明装置发出的光线经所述黑白LCD光阀后射出至所述合色镜，所述合色镜对来自于所述LCD光阀和黑白LCD光阀的光线进行合光后，光线传输至所述投影镜头。本实用新型专利技术光学系统对蓝色光线的损耗和对蓝色光线的需求总量，都获得了成倍的降低，显著降低了蓝色光线对投影机光学系统上各光学材料的光、电化学破坏，延长了投影机使用寿命，提高了投影机的输出亮度，增加了用户满意度。增加了用户满意度。增加了用户满意度。

【技术实现步骤摘要】
一种两片式LCD投影机光学系统


[0001]本技术涉及投影机
，特别是涉及一种两片式LCD投影机光学系统。

技术介绍

[0002]在投影机进入如LED等固体冷光源时代后，一直受于技术条件限制，画面在满足白平衡的三基色配比要求下，红、蓝色光源的发光效率或者能量密度(光源辐射功率/光源发光面积)同期都比绿色光源高得多，所以投影机的输出亮度主要由绿色光源的效率或能量密度决定，故传统投影机的亮度瓶颈在于如何能尽量提高输出图像中绿基色分量的亮度。
[0003]为提高投影机输出亮度，如专利号CN201910490596.0公开的一种两片式LCD投影机，见图3，其由绿色光线照明装置5
’
照射一片黑白LCD光阀2
’
产生绿色图像，由红色和蓝色混合光线照明装置4
’
照射一片带有红色亚像素和蓝色亚像素的LCD光阀1
’
产生红、蓝色图像，经合色装置3
’
合光后再经投影镜头6
’
投射出去。绿色单独一个照明显像通道，其LCD光阀2
’
没有CF(Color Filter，滤色膜)遮挡损耗，尽可能保证了输出图像中绿基色分量的亮度，而红、蓝色合在一个照明显像通道，虽然红、蓝亚像素对应的红、蓝滤色膜遮挡各自相对应区域，造成光线50％的损耗(实际上远不止50％)，但投影机输出亮度仍然明显得到了提高，此两片式LCD投影机具有效率高、亮度高等显著优点，取得了优异的创新和突破。
[0004]而随着科技进步和绿色光源发光效率的显著提高，此两片式LCD投影机的缺点也越显著：见图4，LCD光阀1
’
的每一个像素P
’
中包括一个红色亚像素(也可以理解为红色彩膜、红色色阻等)R
’
和一个蓝色亚像素B
’
，其中红色亚像素R
’
用于阻挡照明光线的蓝光而透过红光，蓝色亚像素B
’
用于阻挡照明光线的红光而透过蓝光，即造成照明光线50％的损耗。考虑像素之间、亚像素之间的黑色矩阵BM(Black Matrix，图4中未画出)的具有损耗，所述LCD光阀1
’
的损耗可不止50％，以2.2英寸、BM线宽为3.5微米的FHD光阀为例，BM遮挡损耗约为37.4％，亚像素R
’
和B
’
各阻挡所对应的光线，最终所述LCD光阀1
’
的透过总效率约为31.3％。
[0005]见图3，而黑白LCD光阀2
’
仍然为2.2英寸FHD分辨率，BM同样为3.5微米线宽，则BM遮挡损耗约为25.5％(水平方向上相对上述LCD光阀1
’
的黑色矩阵的列的数量减半)，因而LCD光阀2
’
的总透过率约为74.5％。
[0006]假如投影机输出图像的白平衡的三基色配比是1∶1∶1(无量纲量)，那么绿色光线需要1份时，蓝色光线就需要2.38份，以此类推。
[0007]投影机输出亮度越高，必然所需的蓝色光线也越多，而整个光学系统上，这2.38份蓝光中，有68.7％在做无用功。光线的波长越短或者短波长光线成分越大(约以460nm为界限，绿光、红光的光、电化学破坏性相比于蓝光弱很多，低2
‑
3个数量级)，对投影机光学系统上各塑料光学元件(如塑料透镜)、部分牌号的光学玻璃、光学薄膜(如增透膜、二向色膜等)、LCD光阀的晶体管阵列、滤色膜、BM、液晶、配向膜、偏光片等材料的光、电化学破坏性也越强。对一台具有具体的耐光、电化学破坏性的投影机而言，考虑品质的耐久性，蓝色光线的量，很大程度限制了现有两片式LCD投影机的输出亮度。
[0008]要进一步提高现有两片式LCD投影机的输出亮度，优先考虑的技术方案已经不再是过去的提高绿基色光的亮度，而是降低蓝基色光的量，即提高蓝色照明和成像通道的效率，以降低蓝色光线的需求总量，进而降低蓝色光线的光、电化学破坏性。因此在保证投影图像白平衡的前提下，提高投影机的输出亮度，如何尽量减少光学系统中蓝色光线的成分(量)，以降低蓝色光线的光、电化学破坏性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0009]本技术的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种两片式LCD投影机光学系统，本技术光学系统对蓝色光线的损耗、需求总量，都获得了成倍的降低，进而显著降低了蓝色光线对投影机光学系统上各光学材料的光、电化学破坏，延长了投影机使用寿命，提高了投影机的输出亮度，增加了用户满意度。
[0010]为了实现上述目的，本技术提供了一种两片式LCD投影机光学系统，包括设有红色和绿色亚像素的LCD光阀、黑白LCD光阀、红色和绿色混合光线照明装置、蓝色光线照明装置、合色镜、投影镜头和光阀电驱动装置；
[0011]所述光阀电驱动装置把输入视频信号中的蓝色场图像输送至所述黑白LCD光阀、将红色场和绿色场图像同步地输送至所述LCD光阀；
[0012]所述红色和绿色混合光线照明装置发出的光线经所述LCD光阀后射出至所述合色镜；所述蓝色光线照明装置发出的光线经所述黑白LCD光阀后射出至所述合色镜，所述合色镜对来自于所述LCD光阀和黑白LCD光阀的光线进行合光后，光线传输至所述投影镜头并投射出去。
[0013]本技术光阀电驱动装置把输入投影机的视频信号解码后，提取蓝色场图像送到黑白LCD光阀并驱动其显像，提取红色和绿色场图像同步地送到LCD光阀，对应驱动LCD光阀的红色亚像素和绿色亚像素显像，完成全彩图像显示。其中本技术蓝色单独一个照明显像通道，没有滤色膜遮挡损耗，使得本技术光学系统对蓝色光线的损耗、需求总量成倍降低，显著降低了蓝色光线对投影机光学系统上各光学元件的光、电化学破坏，延长了投影机使用寿命，增加了用户满意度；红、绿色合在一个照明显像通道，红、绿色亚像素对应的红、绿色滤色膜遮挡各自相对应区域，造成光线损耗，但红色和绿色光线的波长都相对远离蓝光区域，所以对光学系统上各光学材料造成的光、电化学破坏性也非常弱，从而可有效提高本技术投影机的输出亮度。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本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技术的一些实施例，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。
[0015]图1为本技术光学系统的简化示意图。
[0016]图2为本技术光学系统的结构示意图。
[0017]图3为现有两片式LCD投影机的结构示意图。
[0018]图4为现有LCD光阀的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两片式LCD投影机光学系统，其特征在于，包括设有红色和绿色亚像素的LCD光阀(1)、黑白LCD光阀(2)、红色和绿色混合光线照明装置(4)、蓝色光线照明装置(5)、合色镜(3)、投影镜头(6)和光阀电驱动装置(7)；所述光阀电驱动装置(7)把输入视频信号中的蓝色场图像输送至所述黑白LCD光阀(2)、将红色场和绿色场图像同步地输送至...

【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：新型
国别省市：