一种投影机光学装置和投影机的制作方法

专利2022-05-10  3



1.本发明涉及投影机领域,具体而言,涉及一种投影机光学装置和投影机。


背景技术:

2.投影仪,又称投影机,是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备,可以通过不同的接口同计算机、vcd、dvd、bd、游戏机、dv等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所,根据工作方式不同,有crt,lcd,dlp等不同类型。
3.现有的lcd投影机只能利用光源产生光线中的p极光或s极光,导致能利用率低,投影机的显示亮度不高。


技术实现要素:

4.本发明的目的包括:
5.提供一种投影机光学装置,其能够提高投影机光源的光能利用率,从而提高投影机的显示亮度。
6.提供一种投影机,其能够提高投影机光源的光能利用率,从而提高投影机的显示亮度。
7.本发明的实施例可以这样实现:
8.第一方面,本发明提供一种投影机光学装置,包括第一分光镜、第一lcd模块、第一反光镜、第二lcd模块和第二分光镜;所述第一分光镜用于接收光源的光线,并将所述光线分解为相互垂直的第一光线和第二光线;其中,所述第一光线和所述第二光线中的一个为s极光线,另一个为p极光线;所述第二分光镜设置于第一lcd模块和第二lcd模块的出光侧;所述第一lcd模块和所述第一反光镜设置于所述第一光线所述在的光路,并且所述第一lcd模块设置于所述第一反光镜与所述第一分光镜之间,所述第一lcd模块用于依据外部输入信号对所述第一光线进行调制,以使所述第一光线转换为带有图像信息的第一图像光线,所述第一反光镜用于接收所述第一图像光线,以使所述第一图像光线投射至所述第二分光镜;所述第二lcd模块设置于所述第二光线所述在的光路,所述第二lcd模块用于依据外部输入信号对所述第二光线进行调制,以使所述第二光线转换为带有图像信息的第二图像光线,并将所述第二图像光线投射至所述第二分光镜;所述第二分光镜用于复合所述第一图像光线和所述第二图像光线,以使所述第一图像光线和所述第二图像光线形成复合图像光线。
9.在可选的实施方式中,所述投影机光学装置包括第二反光镜,所述第一lcd模块与所述第二lcd模块平行设置,所述第二反光镜设置于所述第二光线所在的光路上,并且所述第二反光镜位于所述第一分光镜的出光侧,以使由所述第一分光镜射出的所述第二光线反射给所述第二lcd模块。在可选的实施方式中,所述投影机光学装置包括第三反光镜,所述第一lcd模块与所述第二lcd模块垂直设置,所述第三反光镜设置于所述第二lcd模块与所述第二分光镜之间,以使由所述第二lcd模块射出的所述第二图像光线反射给所述第二分
光镜。
10.在可选的实施方式中,所述投影机光学装置包括第一过滤镜和第二过滤镜,第一过滤镜设置于所述第一lcd模块进光侧,所述第二过滤镜设置于所述第二lcd模块进光侧。
11.在可选的实施方式中,所述第一过滤镜与所述第一lcd模块间隔设置,所述第二过滤镜与所述第二lcd模块间隔设置。
12.在可选的实施方式中,所述第一过滤镜和所述第二过滤镜均为吸收式偏光玻片。
13.在可选的实施方式中,所述投影机光学装置包括光斑适配件,所述光斑适配件设置于所述第一分光镜的进光侧,用于对所述光源的所述光线进行调整,以使所述光线与所述第一lcd模块和所述第二lcd模块适配。
14.在可选的实施方式中,所述第一光线到所述第一lcd模块的光路与所述第二光线到所述第二lcd模块的光路长度相等,所述第一图像光线到所述第二分光镜的光路长度与所述第二图像光线到所述第二分光镜的光路长度相等。
15.在可选的实施方式中,所述投影机光学装置包括场镜;所述场镜的数量包括一个,一个所述场镜设置于所述第一分光镜的进光侧,以使所述光源的所述光线与所述第一lcd模块和所述第二lcd模块适配;或者,所述场镜的数量包括两个,两个所述场镜中的一个设置于所述第一lcd模块的进光侧,另一个设置于所述第二lcd模块的进光侧。
16.第二方面,本发明提供一种投影机,包括壳体以及前述实施方式中任一项所述的投影机光学装置,所述投影机光学装置安装于所述壳体。
17.本发明实施例提供的投影机光学装置和投影机的有益效果包括:
18.本技术通过利用第一分光镜将光源的光线分解为相互垂直的第一光线和第二光线,并且在第一光线所述在的光路上设置第一lcd模块、第一反光镜和第二分光镜,从而将第一光线输入到第一lcd模块中让第一lcd模块依据外部输入信号对第一光线进行调制将第一光线转换为带有图像信息的第一图像光线,再利用第一反光镜将第一图像光线反射给所述第二分光镜,在第二光线所述在的光路设置第二lcd模块,利用第二lcd模块将第二光线依据外部输入信号进行调制和转换为带有图像信息的第二图像光线,并将第二图像光线投射至第二分光镜,从而使得第一图像光线和第二图像光线由第二分光镜的一侧射出使第一图像光线和第二图像光线形成复合图像光线。从而实现了对光源的p极光和s极光的利用,提高了光源光能的利用率,从而改善了投影机的显示亮度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
20.图1为本发明实施例提供的一种投影机的结构示意图;
21.图2为本发明实施例提供的一种投影机光学装置的结构示意图;
22.图3为本发明实施例提供的另外一种投影机光学装置结构示意图;
23.图4为本发明实施例提供的另外一种投影机光学装置的结构示意图;
24.图5为本发明实施例提供的另外一种投影机的光学装置结构示意图。
25.图标:100

投影机光学装置;110

第一分光镜;130

第一lcd模块;140

第一反光镜;150

第二lcd模块;170

第二分光镜;190

第二反光镜;210

第三反光镜;230

第一过滤镜;250

第二过滤镜;270

光斑适配件;290

场镜;310

第一散热装置;330

第二散热装置;350

成像镜头;370

光源;500

投影机;510

壳体;511

散热孔;513

安装孔。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
28.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
32.请参照图1本实施例提供一种投影机500,该投影机500包括壳体510和投影机光学装置100,投影机光学装置100安装于壳体510内。
33.请参照图2,在本实施例中,投影机光学装置100包括光源370、第一分光镜110、第一lcd模块130、第一反光镜140、第二lcd模块150和第二分光镜170。第一分光镜110设置于光源370的出光侧,用于接收光源370的光线。由于光具有波粒二象性,光源370的光线在经过第一分光镜110时会有部分光被反射和部分光穿过第一分光镜110,从而使得光源370的光线被分解为相互垂直的第一光线和第二光线。第一lcd模块130和第一反光镜140设置在第一光线所在的光路上。第二lcd模块150设置在第二光线所在的光路上。第二分光镜170设置在第一lcd模块130和第二lcd模块150的出光侧。
34.如图2所示,在本实施例中,第一光线为被第一分光镜110反射的s极光线(实线箭头表示),第二光线为穿过第一分光镜110的p极光线(虚线箭头表示)。
35.如图3所示,在本技术的另外一些实施例中,第一光线也可以为被第一分光镜110反射的s极光线,第二光线为穿过第一分光镜110的p极光线。
36.在本实施例中,第一分光镜110为pbs棱镜,在本技术的另为一些实施例中,第一分光镜110也可以是偏振分光膜。可以理解的是,本实施例不限定第一分光镜110的类型,只要其能够将光源370的光线分解为p极光线和s极光线即可。
37.请继续参照图2,在本实施例中,第一lcd模块130设置于第一反光镜140与第一分光镜110之间。第一lcd模块130用于依据外部输入信号对第一光线进行调制,以使第一光线转换为带有图像信息的第一图像光线。由第一分光镜110垂直射入第一lcd模块130的第一光线经过第一lcd模块130的液晶依据外部输入信息的处理使得第一光线像素点的亮度增强,同时第一lcd模块130具有旋光特性可以让s极的第一光线转化为p极的带有图像信息的第一图像光线。第一图像光线以45
°
角射入第一反光镜140,经过第一反光镜140以45
°
角投射在第二分光镜170,由于第一图像光线为p极会穿过第一分光镜110而由对侧射出第二分光镜170。
38.在本实施例中,投影机光学装置100包括第二反光镜190,第一lcd模块130与第二lcd模块150平行设置。第二反光镜190设置于第二光线所在的光路上,并且第二反光镜190位于第一分光镜110的第二光线的出光侧。穿过第一分光镜110的第二光线以45
°
角射入第二反光镜190,经过第二反光镜190的再次反射第二光线投射给第二lcd模块150。第二lcd模块150用于依据外部输入信号对第二光线进行调制,以使第二光线转换为带有图像信息的第二图像光线。由于射入第二lcd模块150的第二光线经过第二lcd模块150的液晶依据外部输入信息的处理使得第二光线像素点的亮度增强,同时第二lcd模块150具有旋光特性可以让p极的第二光线转化为s极的带有图像信息的第二图像光线。第二图像光线由第二lcd模块150的出光侧投射至第二分光镜170,由于第二图像光线为s极光不能穿过穿第二分光镜170,经第二分光镜170反射的第二图像光线从而与第一图像光线以同一方向由第二分光镜170的同一侧射出,从而使得第二分光镜170将第一图像光线和第二图像光线复合形成复合图像光线。实现了对光源370的p极光和s极光的利用,提高了光源370光能的利用率,从而改善了投影机500的显示亮度。同时,由于第一lcd模块130与第二lcd模块150平行设置可以减少热量的集聚,更好的便于第一lcd模块130与第二lcd模块150的散热。
39.请参照图4和图5,在本技术的另外一些实施例中,投影机光学装置100包括第三反光镜210,第一lcd模块130与第二lcd模块150垂直设置。第三反光镜210设置于第二lcd模块150与第二分光镜170之间,穿过第一分光镜110的第二光线垂直射入第二lcd模块150的进光侧,由于射入第二lcd模块150的第二光线经过第二lcd模块150的液晶依据外部输入信息的处理使得第二光线像素点的亮度增强,同时第二lcd模块150具有旋光特性可以让p极的第二光线转化为s极的带有图像信息的第二图像光线。经过第二lcd模块150射出的第二图像光线以45
°
射入第三反光镜210,并经第三反光镜210反射给第二分光镜170。由于第二图像光线为s极会被第二分光镜170反射,从而与第一图像光线以同一方向由第二分光镜170的同一侧射出,从而使得第二分光镜170将第一图像光线和第二图像光线复合形成复合图像光线。同时,由于第一lcd模块130与第二lcd模块150垂直设置可以让投影机光学装置100的结构更小,其次,使得第一光线和第二光线均未经过反射就进入第一lcd模块130与第二lcd模块150,使得第一图像光线和第二图像光线均经过反射进入第二分光镜170,使光的传播途径、光能损失和效果基本相同,从而使复合图像的对比度更好。
40.请继续参照图1,在本实施例中还包括第一散热装置310和第二散热装置330,第一散热装置310设置于壳体510,用于给第一lcd模块130散热。第二散热装置330设置于壳体510,用于给第二lcd模块150散热。壳体510上开设有与第一散热装置310和第二散热装置330对应的散热孔511。
41.在本实施例中,第一散热装置310和第二散热装置330均为散热风扇。
42.在本技术的另外一些实施例中,第一散热装置310也可以安装于第一lcd模块130。第二散热装置330也可以安装于第二lcd模块150。
43.在本实施例中,第一光线到第一lcd模块130的光路与第二光线到第二lcd模块150的光路长度相等,第一图像光线到第二分光镜170的光路长度与第二图像光线到第二分光镜170的光路长度相等。光路相等可以让显示图像的对比度更好。
44.请参照图2、图3、图4和图5,在本实施例中,投影机光学装置100包括第一过滤镜230和第二过滤镜250。第一过滤镜230设置于第一lcd模块130进光侧,第二过滤镜250设置于第二lcd模块150进光侧。通过第一过滤镜230可以过滤第一光线中未完全分离的s极光线。通过设置第二过滤镜250可以过滤第二光线中未完全分离的p极光线。
45.在本实施例中,第一过滤镜230与第一lcd模块130间隔设置,第二过滤镜250与第二lcd模块150间隔设置。由于第一过滤镜230在过滤第一光线会导致第一过滤镜230发热,将第一过滤镜230与第一lcd模块130间隔设置可以避免第一过滤镜230上的热量传递给第一lcd模块130。由于第二过滤镜250在过滤第一光线会导致第二过滤镜250发热,将第二过滤镜250与第二lcd模块150间隔设置可以避免第二过滤镜250上的热量传递给第二lcd模块150。
46.在本实施例中,第一过滤镜230和第二过滤镜250均为吸收式偏光玻片。在使用时可以通过设置吸收式偏光玻片的角度以让其通过p极光或s极光。使用吸收式偏光玻片使得偏光玻片可以将不需要的光线吸收掉,避免造成反射,导致光污染,而影响显示的效果。
47.在本实施例中,投影机光学装置100包括光斑适配件270,光斑适配件270设置于光源370与第一分光镜110之间,用于对光源370的光线进行调整,以使光源370的光线尺寸与第一lcd模块130和第二lcd模块150适配。
48.在本实施例中,光斑适配件270为非曲面球镜。其有更好的导光效果,可以让光源370的光线成为平行光线,以便于更好的射入第一lcd模块130和第二lcd模块150。
49.在本技术的另外一些实施例中,光斑适配件270也可以为导光柱等导光原件。
50.请参照图4和图5,在本实施例中,投影机光学装置100包括场镜290。场镜290的数量包括一个,场镜290设置于第一分光镜110的进光侧,以使光源370的光线与第一lcd模块130和第二lcd模块150适配。通过设置镜可以将光源370的光线整形为适应第一lcd模块130和第二lcd模块150几何尺寸的准平行光。便于更多的光源370光线进入第一lcd模块130和第二lcd模块150。
51.请参照图1和图2,在本技术的另外一些实施例中,尤其是第一光线和第二光线的平行度较差时,场镜290的数量包括两个,两个场镜290中的一个设置于第一lcd模块130的进光侧,另一个设置于第二lcd模块150的进光侧。在第一lcd模块130和第二lcd模块150的进光分别设置场镜290可以更好的让进入第一lcd模块130和第二lcd模块150的光线变为准平行光线。
52.请参照图2、图3、图4和图5,在本实施例中,投影机光学装置100包括成像镜头350,壳体510上设置有安装孔513,成像镜头350安装于安装孔513,并且与第二分光镜170的出光侧对应,用于将复合图像光线投射在显示装置上。
53.在本实施例中,第一lcd模块130和第二lcd模块150的出光侧也分别设置有场镜
290。在第一lcd模块130和第二lcd模块150的出光侧分别设置场镜290可以更好的让进入成像镜头350的复合光线变为准平行光线,以让更多的复合光线进入成像镜头350。同时,也可以减短成像镜头350的长度。
54.本实施例提供的投影机光学装置100和投影机500的有益效果和工作原理包括:
55.实施例通过利用第一分光镜110将光源370的光线分解为相互垂直的第一光线和第二光线,并且在第一光线在的光路上设置第一lcd模块130、第一反光镜140和第二分光镜170,从而将第一光线输入到第一lcd模块130中让第一lcd模块130依据外部输入信号对第一光线进行调制将第一光线转换为带有图像信息的第一图像光线,再利用第一反光镜140将第一图像光线反射给第二分光镜170,在第二光线在的光路设置第二lcd模块150,利用第二lcd模块150将第二光线依据外部输入信号进行调制和转换为带有图像信息的第二图像光线,并将第二图像光线投射至第二分光镜170,从而使得第一图像光线和第二图像光线由第二分光镜170的一侧射出使第一图像光线和第二图像光线形成复合图像光线。从而实现了对光源370的p极光和s极光的利用,提高了光源370光能的利用率,从而改善了投影机500的显示亮度。
56.以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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