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摘要
申请专利号:

CN201010289411.9

申请日:

2010.09.23

公开号:

CN102411206A

公开日:

2012.04.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G02B 27/18申请公布日:20120411|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 27/18申请日:20100923|||公开

IPC分类号:

G02B27/18; G02B27/28; G02B6/00; G03B21/20

主分类号:

G02B27/18

申请人:

鸿富锦精密工业(深圳)有限公司; 鸿海精密工业股份有限公司

发明人:

黄雍伦

地址:

518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种投影系统,其包括发光模组以及偏振分光模组,该发光模组进一步包括一导光板以及发光单元,该导光板具有入光面以及出光面,该出光面朝向该偏振分光模组设置,该发光单元位于该导光板的入光面一侧,该发光单元包括红光光源、蓝光光源以及绿光光源,该红光光源、蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板,然后经由该出光面射出并进入该偏振分光模组。

权利要求书

1: 一种投影系统, 其包括发光模组以及偏振分光模组, 其特征在于 : 该发光模组包括 一导光板以及一发光单元, 该导光板具有入光面以及出光面, 该出光面朝向该偏振分光模 组设置, 该发光单元位于该导光板的入光面一侧, 该发光单元包括红光光源、 蓝光光源以及 绿光光源, 该红光光源、 蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板, 然后经由该出光面射出并进入该偏振分光模组。
2: 如权利要求 1 所述的投影系统, 其特征在于 : 该投影系统进一步包括一聚光透镜, 该 聚光透镜位于在该导光板的出光面与该偏振分光模组之间, 由该导光板出光面射出的混合 光线经由该聚光透镜会聚后进入该偏振分光模组内。
3: 如权利要求 2 所述的投影系统, 其特征在于 : 该投影系统进一步包括一偏振转换组 件, 该偏振转换组件该导光板的出光面与该偏振分光模组之间, 该偏振转换组件用于转换 由该导光板出光面射出的混合光线的偏振态。
4: 如权利要求 2 所述的投影系统, 其特征在于 : 该聚光透镜是菲涅尔透镜。
5: 如权利要求 1 所述的投影系统, 其特征在于 : 该导光板进一步包括有一个反射面, 由 该入光面射入该导光板内的光线经由该反射面反射后到达该出光面。
6: 如权利要求 5 所述的投影系统, 其特征在于 : 该反射面上设置有微结构, 以使得由该 入光面射入该导光板内的光线在该反射面上发生散射。
7: 如权利要求 5 所述的投影系统, 其特征在于 : 该反射面与该出光面相对设置。
8: 如权利要求 1 所述的投影系统, 其特征在于 : 红光光源、 蓝光光源以及绿光光源分别 是红光 LED、 蓝光 LED 以及绿光 LED。
9: 如权利要求 1 所述的投影系统, 其特征在于 : 该偏振分光模组包括一个偏振分光棱 镜以及一个硅基液晶面板, 射入该偏振分光模组的光线经过该偏振分光棱镜处理后射入该 硅基液晶面板进行调制以形成图像光。
10: 如权利要求 9 所述的投影系统, 其特征在于 : 该投影系统进一步包括一个镜头模 组, 该图像光由该硅基液晶面板反射后进入该镜头模组并由该镜头模组输出成像。

说明书


投影系统

    技术领域 本发明涉及一种投影系统, 尤其是一种采用 LCOS(Liquid Crystal onSilicon, 硅 基液晶 ) 投影技术的投影系统。
     背景技术 随着投影机技术的不断发展, 投影机已经慢慢的由会议室进入到了普通家庭, 随 着投影机的广泛应用, 人们对投影机各方面参数的要求也就越来越高, 对投影机的体积的 要求是重要的一方面。
     LCOS 投影技术是一种结合半导体工艺与液晶显示器的新兴技术, 如图 1 所示, 是 一种典型的 LCOS 成像系统, 首先投影机灯泡 1 发出的白色光线, 通过分光系统 ( 包括分色 镜 2、 3 以及反光镜 4) 分成红绿蓝三原色的光线, 然后, 每一束原色光线分别进入对应的偏 振分光棱镜 (PBS)5 中, 每一个 PBS 中都设置有一个反射式 LCOS 面板 6, 当原色光线照射到 其所对应的 LCOS 面板 6 上时, 系统通过控制 LCOS 面板 6 上的液晶分子的状态来改变该 LCOS 面板 6 上每一个像素点反射光线的强弱, 之后原色光线分别被其所对应的 LCOS 面板 6 反射 进入一合光系统 7, 三原色光线经由该合光系统 7 混合后重新合成一束光线, 该束光线经过 投影机镜头 8 后照射到屏幕上以形成彩色图像。
     然而, 在上述典型的 LCOS 成像系统中, 由于需要将光源的光线首先分成三束原色 光线, 然后三束原色光线在经过复杂的光路设计后再由合光系统混合为一束光源进入投影 机镜头, 这样难免会使得投影机的光机模组 A 的体积较大, 从而导致整个投影机的体积变 大, 这样就会在一定程度上限制了投影机的使用范围。
     发明内容 有鉴于此, 有必要提供一种能够有效解决上述问题的投影系统。
     一种投影系统, 其包括发光模组以及偏振分光模组, 该发光模组进一步包括一导 光板以及发光单元, 该导光板具有入光面以及出光面, 该出光面朝向该偏振分光模组设置, 该发光单元位于该导光板的入光面一侧, 该发光单元包括红光光源、 蓝光光源以及绿光光 源, 该红光光源、 蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板, 然后经 由该出光面射出并进入该偏振分光模组。
     与现有技术相比, 本发明实施例所提供的该投影系统采用具有三原色 LED 结合导 光板的结构来做为投影系统的发光源, 藉由导光板将三原色光线混合来为投影系统提供光 源, 从而避免了现有技术从所使用的复杂光学设计, 简化了投影系统的整体设计, 并大大减 缩了投影系统的体积。
     附图说明
     图 1 是现有技术中投影系统的结构示意图。 图 2 是本发明实施例所提供的投影系统的结构示意图。主要元件符号说明 投影系统 发光模组 导光板 入光面 出光面 反射面 发光单元 PBS 模组 偏振分光棱镜 偏光面 LCOS 面板 镜头模组 红光光源 绿光光源 蓝光光源 菲涅尔透镜 投影机灯泡 分色镜 反光镜 合光系统 投影机镜头 200 1 2, 3 4 7 8100 10 11 111 112 113 12 20 21, 5 211 22, 6 30 40 50 60具体实施方式
     下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
     请参见图 2, 本发明实施方式所提供的投影系统 100 包括发光模组 10、 偏振分光模 组 20 以及镜头模组 30。
     发光模组 10 包括导光板 11 和发光单元 12。该导光板 11 大致呈方形, 其具有入光 面 111、 出光面 112 以及一个反射面 113, 该反射面 113 与该出光面 112 相对设置, 该入光面 111 与该出光面 112 以及反射面 113 相互连接, 在该反射面 113 上还设置有反射网点。该发 光单元 12 位于该入光面 111 一侧, 该发光单元 12 包括一个红光光源 40、 一个绿光光源 50 以及一个蓝光光源 60。该红光光源 40、 绿光光源 50 以及蓝光光源 60 分别是红光 LED、 绿光 LED 以及蓝光 LED, 其所发出的光线分别由该入光面 111 进入该导光板 11 内, 并在该反射面 113 上分别发生散射, 由此使得该三原色光线得到充分的混合, 之后该混合光线再由该出光 面 112 射出, 在本实施方式中, 该混合光线为白光, 当然, 根据不同的设计需要, 经由该导光 板 11 混合后所发出的混合光线也可以不是白光。
     可以理解的, 在本发明中, 该导光板的结构可以是多种多样的, 现有技术中只要能 够起到混光作用的导光板结构皆可以运用到本发明中来, 当然, 该导光板 11 的入光面 111、 出光面 112 以及反射面 113 的相对位置关系也会随着导光板的结构的不同而发生改变, 并且, 该设置于该导光板 11 的入光面 111 一侧的光源也不局限于 LED 光源, 其还可以是激光 光源或者其它能够发出原色光的光源, 并且, 该三原色光源的数量也不限于各一个, 为了增 加亮度等原因还可以设置复数光源。
     该 PBS 模组 20 相对于该导光板 11 的出光面 112 设置, 其用于接收由该导光板的 出光面 112 所射出的光线。该 PBS 模组 20 包括一个偏振分光棱镜 21 以及 LCOS 液晶面板 22, 进入该 PBS 模组 20 的光线经由该偏振分光棱镜 21 的处理后照射到该 LCOS 面板 22 上, 该 LCOS 面板 22 用于将照射到其上的光线调制成具有图像信息的图像光并将该图像光反射 至该镜头模组 30, 最后由该镜头模组 30 射出成像。
     在本实施方式中, 为了更好的利用由该导光板 11 所射出的光线, 在该导光板的出 光面 112 与该 PBS 模组 20 之间还设置有一个菲涅尔透镜 200, 由该导光板 11 的出光面 112 射出的混合光线经由该菲涅尔透镜 200 会聚后进入该 PBS 模组 20, 可以理解的, 该菲涅尔透 镜 200 还可以是其它类型的聚光透镜, 当然也可以不设置该聚光透镜。
     一般的, 由发光源发光的光线都可以分为两束相互垂直的 S 偏振光与 P 偏振光, 在 本实施方式中, 由该导光板 11 所发射出来的混合光线是包含有 S 偏振光与 P 偏振光的光 线, 当该混合光线进入到该 PBS 模组 20 后, P 偏振光直接透过该偏振分光棱镜 21 的偏光面 211 而该 S 偏振光则会被该偏光面 211 反射到该 LCOS 面板 22 上进行调制, 接着再被其反射 后进入该镜头模组 30。也就是说, 由导光板 11 所发出的光线的利用率最多仅有 50%, 而另 外的 50%的光线则被浪费。因此, 在本实施方式中, 还可以在该导光板 11 的出光面 112 与 该 PBS 模组 20 之间进一步设置一个偏振转换组件 ( 图未示 ), 由该导光板 11 的出光面 112 所射出的光线经过该偏振转换组件后将全部转变成 S 偏振光进入该 PBS 模组 20, 藉由这种 方式可以提高光线的利用率。当然, 在该导光板的出光面 112 与该 PBS 模组 20 之间也可以 不设置该偏振转换组件。
     与现有技术相比, 本发明实施例所提供的该投影系统 100 采用具有三原色 LED 结 合导光板的结构来做为投影系统的发光源, 藉由导光板将三原色光线混合来为投影系统提 供光源, 从而避免了现有技术从所使用的复杂光学设计, 简化了投影系统的整体设计, 并大 大减缩了投影系统的体积。
     可以理解的是, 本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的 设计, 只要其不偏离本发明的技术效果均可。 这些依据本发明精神所做的变化, 都应包含在 本发明所要求保护的范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 102411206 A(43)申请公布日 2012.04.11CN102411206A*CN102411206A*(21)申请号 201010289411.9(22)申请日 2010.09.23G02B 27/18(2006.01)G02B 27/28(2006.01)G02B 6/00(2006.01)G03B 21/20(2006.01)(71)申请人鸿富锦精密工业(深圳)有限公司地址 518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿海精密工业股份有限公司(72)发明人黄雍伦(54) 发明名称投影系统(57) 摘要一种投影系统,其包括发光模。

2、组以及偏振分光模组,该发光模组进一步包括一导光板以及发光单元,该导光板具有入光面以及出光面,该出光面朝向该偏振分光模组设置,该发光单元位于该导光板的入光面一侧,该发光单元包括红光光源、蓝光光源以及绿光光源,该红光光源、蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板,然后经由该出光面射出并进入该偏振分光模组。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页CN 102411214 A 1/1页21.一种投影系统,其包括发光模组以及偏振分光模组,其特征在于:该发光模组包括一导光板以及一发光单元,该导光板具有入光。

3、面以及出光面,该出光面朝向该偏振分光模组设置,该发光单元位于该导光板的入光面一侧,该发光单元包括红光光源、蓝光光源以及绿光光源,该红光光源、蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板,然后经由该出光面射出并进入该偏振分光模组。2.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于:该投影系统进一步包括一聚光透镜,该聚光透镜位于在该导光板的出光面与该偏振分光模组之间,由该导光板出光面射出的混合光线经由该聚光透镜会聚后进入该偏振分光模组内。3.如权利要求2所述的投影系统,其特征在于:该投影系统进一步包括一偏振转换组件,该偏振转换组件该导光板的出光面与该偏振分光模组之间,该偏振转换组件用于转换由该。

4、导光板出光面射出的混合光线的偏振态。4.如权利要求2所述的投影系统,其特征在于:该聚光透镜是菲涅尔透镜。5.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于:该导光板进一步包括有一个反射面,由该入光面射入该导光板内的光线经由该反射面反射后到达该出光面。6.如权利要求5所述的投影系统,其特征在于:该反射面上设置有微结构,以使得由该入光面射入该导光板内的光线在该反射面上发生散射。7.如权利要求5所述的投影系统,其特征在于:该反射面与该出光面相对设置。8.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于:红光光源、蓝光光源以及绿光光源分别是红光LED、蓝光LED以及绿光LED。9.如权利要求1所述的投影系统,其特征在于。

5、:该偏振分光模组包括一个偏振分光棱镜以及一个硅基液晶面板,射入该偏振分光模组的光线经过该偏振分光棱镜处理后射入该硅基液晶面板进行调制以形成图像光。10.如权利要求9所述的投影系统,其特征在于:该投影系统进一步包括一个镜头模组,该图像光由该硅基液晶面板反射后进入该镜头模组并由该镜头模组输出成像。权 利 要 求 书CN 102411206 ACN 102411214 A 1/3页3投影系统技术领域0001 本发明涉及一种投影系统,尤其是一种采用LCOS(Liquid Crystal onSilicon,硅基液晶)投影技术的投影系统。背景技术0002 随着投影机技术的不断发展,投影机已经慢慢的由会议。

6、室进入到了普通家庭,随着投影机的广泛应用,人们对投影机各方面参数的要求也就越来越高,对投影机的体积的要求是重要的一方面。0003 LCOS投影技术是一种结合半导体工艺与液晶显示器的新兴技术,如图1所示,是一种典型的LCOS成像系统,首先投影机灯泡1发出的白色光线,通过分光系统(包括分色镜2、3以及反光镜4)分成红绿蓝三原色的光线,然后,每一束原色光线分别进入对应的偏振分光棱镜(PBS)5中,每一个PBS中都设置有一个反射式LCOS面板6,当原色光线照射到其所对应的LCOS面板6上时,系统通过控制LCOS面板6上的液晶分子的状态来改变该LCOS面板6上每一个像素点反射光线的强弱,之后原色光线分别。

7、被其所对应的LCOS面板6反射进入一合光系统7,三原色光线经由该合光系统7混合后重新合成一束光线,该束光线经过投影机镜头8后照射到屏幕上以形成彩色图像。0004 然而,在上述典型的LCOS成像系统中,由于需要将光源的光线首先分成三束原色光线,然后三束原色光线在经过复杂的光路设计后再由合光系统混合为一束光源进入投影机镜头,这样难免会使得投影机的光机模组A的体积较大,从而导致整个投影机的体积变大,这样就会在一定程度上限制了投影机的使用范围。发明内容0005 有鉴于此,有必要提供一种能够有效解决上述问题的投影系统。0006 一种投影系统,其包括发光模组以及偏振分光模组,该发光模组进一步包括一导光板以。

8、及发光单元,该导光板具有入光面以及出光面,该出光面朝向该偏振分光模组设置,该发光单元位于该导光板的入光面一侧,该发光单元包括红光光源、蓝光光源以及绿光光源,该红光光源、蓝光光源以及绿光光源所发出的光线经由该入光面射入该导光板,然后经由该出光面射出并进入该偏振分光模组。0007 与现有技术相比,本发明实施例所提供的该投影系统采用具有三原色LED结合导光板的结构来做为投影系统的发光源,藉由导光板将三原色光线混合来为投影系统提供光源,从而避免了现有技术从所使用的复杂光学设计,简化了投影系统的整体设计,并大大减缩了投影系统的体积。附图说明0008 图1是现有技术中投影系统的结构示意图。0009 图2是。

9、本发明实施例所提供的投影系统的结构示意图。说 明 书CN 102411206 ACN 102411214 A 2/3页40010 主要元件符号说明0011 投影系统 1000012 发光模组 100013 导光板 110014 入光面 1110015 出光面 1120016 反射面 1130017 发光单元 120018 PBS模组 200019 偏振分光棱镜 21,50020 偏光面 2110021 LCOS面板 22,60022 镜头模组 300023 红光光源 400024 绿光光源 500025 蓝光光源 600026 菲涅尔透镜 2000027 投影机灯泡 10028 分色镜 2,3。

10、0029 反光镜 40030 合光系统 70031 投影机镜头 8具体实施方式0032 下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。0033 请参见图2,本发明实施方式所提供的投影系统100包括发光模组10、偏振分光模组20以及镜头模组30。0034 发光模组10包括导光板11和发光单元12。该导光板11大致呈方形,其具有入光面111、出光面112以及一个反射面113,该反射面113与该出光面112相对设置,该入光面111与该出光面112以及反射面113相互连接,在该反射面113上还设置有反射网点。该发光单元12位于该入光面111一侧,该发光单元12包括一个红光光源40、一个绿光光源50以及一个蓝。

11、光光源60。该红光光源40、绿光光源50以及蓝光光源60分别是红光LED、绿光LED以及蓝光LED,其所发出的光线分别由该入光面111进入该导光板11内,并在该反射面113上分别发生散射,由此使得该三原色光线得到充分的混合,之后该混合光线再由该出光面112射出,在本实施方式中,该混合光线为白光,当然,根据不同的设计需要,经由该导光板11混合后所发出的混合光线也可以不是白光。0035 可以理解的,在本发明中,该导光板的结构可以是多种多样的,现有技术中只要能够起到混光作用的导光板结构皆可以运用到本发明中来,当然,该导光板11的入光面111、出光面112以及反射面113的相对位置关系也会随着导光板的。

12、结构的不同而发生改变,并说 明 书CN 102411206 ACN 102411214 A 3/3页5且,该设置于该导光板11的入光面111一侧的光源也不局限于LED光源,其还可以是激光光源或者其它能够发出原色光的光源,并且,该三原色光源的数量也不限于各一个,为了增加亮度等原因还可以设置复数光源。0036 该PBS模组20相对于该导光板11的出光面112设置,其用于接收由该导光板的出光面112所射出的光线。该PBS模组20包括一个偏振分光棱镜21以及LCOS液晶面板22,进入该PBS模组20的光线经由该偏振分光棱镜21的处理后照射到该LCOS面板22上,该LCOS面板22用于将照射到其上的光线。

13、调制成具有图像信息的图像光并将该图像光反射至该镜头模组30,最后由该镜头模组30射出成像。0037 在本实施方式中,为了更好的利用由该导光板11所射出的光线,在该导光板的出光面112与该PBS模组20之间还设置有一个菲涅尔透镜200,由该导光板11的出光面112射出的混合光线经由该菲涅尔透镜200会聚后进入该PBS模组20,可以理解的,该菲涅尔透镜200还可以是其它类型的聚光透镜,当然也可以不设置该聚光透镜。0038 一般的,由发光源发光的光线都可以分为两束相互垂直的S偏振光与P偏振光,在本实施方式中,由该导光板11所发射出来的混合光线是包含有S偏振光与P偏振光的光线,当该混合光线进入到该PB。

14、S模组20后,P偏振光直接透过该偏振分光棱镜21的偏光面211而该S偏振光则会被该偏光面211反射到该LCOS面板22上进行调制,接着再被其反射后进入该镜头模组30。也就是说,由导光板11所发出的光线的利用率最多仅有50,而另外的50的光线则被浪费。因此,在本实施方式中,还可以在该导光板11的出光面112与该PBS模组20之间进一步设置一个偏振转换组件(图未示),由该导光板11的出光面112所射出的光线经过该偏振转换组件后将全部转变成S偏振光进入该PBS模组20,藉由这种方式可以提高光线的利用率。当然,在该导光板的出光面112与该PBS模组20之间也可以不设置该偏振转换组件。0039 与现有技。

15、术相比,本发明实施例所提供的该投影系统100采用具有三原色LED结合导光板的结构来做为投影系统的发光源,藉由导光板将三原色光线混合来为投影系统提供光源,从而避免了现有技术从所使用的复杂光学设计,简化了投影系统的整体设计,并大大减缩了投影系统的体积。0040 可以理解的是,本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化等用于本发明的设计,只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。说 明 书CN 102411206 ACN 102411214 A 1/2页6图1说 明 书 附 图CN 102411206 ACN 102411214 A 2/2页7图2说 明 书 附 图CN 102411206 A。

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