一种LCD投影机照明装置的制作方法

本发明涉及lcd投影机，尤其涉及一种lcd投影机照明装置。

背景技术：

1、对单lcd投影机的照明光线进行偏振光变换(业内俗称“转偏”，后同)，即将lcd光阀入射光线在起偏时约≥58％的光线损失尽可能加以利用，是数十年来投影机研发工作者的梦想，直到最近数年方才出现一些具有实用价值的、较高性价比的转偏技术，参见如中国专利公开号cn112180665a所述。该技术针对于采用“方锥形聚光器”的聚光照明装置适用，不适用于采用单个聚光镜或者“聚光透镜组”的单lcd投影机聚光照明系统，比如中国专利公开号cn114047664a的附图1、附图2所示技术。

2、采用聚光镜或聚光透镜组对led光源发出的光线进行聚光的光路，在业内属于较广泛使用的聚光照明技术之一，要对该类光路进行转偏，其难度是极其高的。首先是受投影机fno(光圈)的限制，很难有真正意义的照明效率提升，比如使投影机亮度增加10％；其次是即便获得了一定的照明效率提升，但往往因为转偏过程产生了极端大的像差和畸变(可参见图1中的光线l2到光线l4的传递过程)，使照射lcd光阀的光线均匀度出现恶化而影响正常观影体验；再则是虽然照明光线实现了转偏，但因为受投影镜头fno的限制，投影机输出亮度并没有增加，反而大幅度增加了lcd光阀的无用照射光线(可参见图1中的光线l3)，使lcd光阀的发热量显著增加而影响正常运行。

3、解决以上这些业内存在的深层次技术问题，使采用聚光镜或聚光透镜组的照明光路能实现科学转偏，收获切实的亮度提升如投影机输出亮度提升20％以上，投影机的白场均匀性不明显产生恶化，不额外明显增加lcd光阀无用的照射光线而白白发热，便是本发明的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种lcd投影机照明装置，包括按光线行进方向依次设置的led光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片、反射式偏光片模组、apf板和lcd光阀。

2、所述led光源包括基板、发光部和反射镜；所述发光部包括多颗并列设置的发光晶片，所述发光晶片固定在所述基板上；所述反射镜的中央开设有透光孔，所述发光部位于所述透光孔内，所述反射镜的反射表面和所述发光部的发光表面并列设置，所述反射镜的背面与所述基板相贴合。

3、所述聚光透镜组包括至少一枚透镜。

4、所述准直透镜为自由曲面透镜、菲镜或者自由曲面透镜与菲镜的组合，其中所述自由曲面透镜为平凸型。

5、当所述准直透镜为自由曲面透镜与菲镜的组合时，所述自由曲面透镜和菲镜按光线行进方向依次设置，且所述自由曲面透镜的平面朝向所述led光源，所述菲镜的齿面朝向所述lcd光阀。

6、所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片；每片所述反射式偏光片的透过轴和所述lcd光阀所需的入射偏振光的振动面平行。

7、当所述反射式偏光片模组包括两片反射式偏光片时，两片所述反射式偏光片分别为第一反射式偏光片和第二反射式偏光片，所述第一反射式偏光片的一条边a和所述第二反射式偏光片的一条边a'紧邻，所述边a和边a'与所述lcd光阀显示窗口的垂直平分线或水平平分线相对且平行；所述第一反射式偏光片和所述lcd光阀的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述边a和与边a相对的所述lcd光阀显示窗口的平分线构成一个平面，所述第二反射式偏光片和所述第一反射式偏光片沿所述平面对称设置。

8、当所述反射式偏光片模组包括四片反射式偏光片时，四片所述反射式偏光片的外形均为等腰三角形，四个所述等腰三角形呈共顶点(共同的顶点)且腰两两紧邻设置，所述共顶点位于所述lcd光阀的光轴ol上；四片所述反射式偏光片分别为第三反射式偏光片、第四反射式偏光片、第五反射式偏光片和第六反射式偏光片，所述第三反射式偏光片和所述第五反射式偏光片大小相等且位置相对(关于共同顶点对称)，所述第四反射式偏光片和所述第六反射式偏光片大小相等且位置相对(关于共同顶点对称)；所述第三反射式偏光片和所述第五反射式偏光片的底边与所述lcd光阀显示窗口的长边平行，所述第四反射式偏光片和所述第六反射式偏光片的底边与所述lcd光阀显示窗口的短边平行；所述第三反射式偏光片和所述lcd光阀的入射面呈角度θ,所述θ满足0.8°≤θ≤4°；所述第四反射式偏光片和所述lcd光阀的入射面呈角度β,所述β满足0.6°≤β≤3.5°。

9、优选地，所述聚光透镜组透镜的数量为两枚，分别为按光线行进方向依次设置的第一透镜和第二透镜；所述第一透镜和所述第二透镜均为平凸结构，平面朝向所述led光源；所述第一透镜和所述第二透镜的凸面均为自由曲面。

10、本发明积极效果：

11、本发明聚光透镜组包括至少一枚透镜，因此本发明实现了单个聚光镜或聚光透镜组的光路的科学转偏，收获切实的、较大幅度地亮度提升如投影机输出亮度提升20％以上，投影机的白场均匀性不明显产生恶化，不额外明显增加lcd光阀无用的照射光线而白白发热，具有客观的可实施性和先进性，积极推动国产lcd投影机行业向前发展。

技术特征：

1.一种lcd投影机照明装置，其特征在于，包括按光线行进方向依次设置的led光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片(4)、反射式偏光片模组、apf板(6)和lcd光阀(7)；

2.根据权利要求1所述的一种lcd投影机照明装置，其特征在于，所述聚光透镜组透镜的数量为两枚，分别为按光线行进方向依次设置的第一透镜(21)和第二透镜(22)；所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)均为平凸结构，平面朝向所述led光源；所述第一透镜(21)和所述第二透镜(22)的凸面均为自由曲面。

技术总结本发明公开了一种LCD投影机照明装置,包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光透镜组、准直透镜、四分之一波片、反射式偏光片模组、APF板和LCD光阀；所述LED光源包括基板、发光部和反射镜；所述聚光透镜组透镜的数量至少为一枚；所述准直透镜为自由曲面透镜、菲镜或者自由曲面透镜与菲镜的组合；所述反射式偏光片模组包括两片或者四片反射式偏光片。本发明使采用聚光镜或聚光透镜组的光路能实现科学转偏，能切实地、较大幅度地提升投影机的输出亮度，不明显恶化投影机的白场均匀性，不额外明显增加LCD光阀无用的照射光线而不增加LCD光阀的散热负担，具有客观的可实施性和先进性，进而积极推动国产单LCD投影机向前发展。技术研发人员：陈灵,陈饶,潘亚婷,王杰,何霞受保护的技术使用者：长沙普佳德光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1