[发明专利]一种LCD投影机高效照明系统和投影方法

说明书

本发明公开了一种LCD投影机高效照明系统，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光装置、准直透镜、四分之一波片、增亮型偏光片、LCD光阀、场镜和投影镜头；所述LED光源包括导热基板，所述导热基板上设有发光区域，所述发光区域内安装有多片发光晶片，相邻的发光晶片之间设有间隙，所述发光区域内对应所述发光晶片以外的区域设有用于对光线进行反射的反射膜。本发明真正实现了投影机照明效率显著地大幅度提升，同比现有技术输出同样的亮度，本发明可大幅节约电源功耗，对降低投影机体积、噪音、散热、成本等制作和用户体验的方方面面，均有积极帮助。

技术领域

本发明涉及投影机领域，尤其涉及一种LCD投影机高效照明系统和投影方法。

背景技术

一直以来，由于透射式的单LCD投影机是建立在线偏振光对其液晶分子进行照射，通过检偏产生明暗图像，而来自光源的照明光线几乎都可认为是自然光，所以在自然光到线偏振光极化的过程中，有约≥50％的光线被LCD光阀的起偏器过滤掉，考虑LCD光阀对起偏器消光比的要求，起偏器总的起偏效率往往≤38％-45％。仅此一项照明损失，就让单LCD投影机始终会有55％-62％的能量在做无用功，这从根本上影响了单LCD投影机光学系统的效率，同时从根本上增加了投影机光学系统的散热负担，从而根本上局限了单LCD投影机的性能和应用。

而探索发明易于制作、价廉物关的效率提升解决方案，使单LCD投影机具有更高的性能和更广阔的应用空间，这就是本发明要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够非常易于制作和价廉物关的LCD投影机高效照明系统。

本发明提供的技术方案如下：

一种LCD投影机高效照明系统，包括按光线行进方向依次设置的LED光源、聚光装置、准直透镜、四分之一波片、增亮型偏光片、LCD光阀、场镜和投影镜头。所述LED光源包括导热基板，所述导热基板上设有发光区域，所述发光区域内安装有多片发光晶片，相邻的所述发光晶片之间设有间隙；所述发光区域内对应所述发光晶片以外的区域设有用于对光线进行反射的反射膜。

进一步地，所述增亮型偏光片采用线性起偏器，所述增亮型偏光片的透过轴和所述LCD光阀所需的入射偏振光的偏振面一致，所述增亮型偏光片透射所述LCD光阀所需的线偏振光；所述增亮型偏光片的反射轴和透过轴正交，且所述增亮型偏光片反射与其透过轴偏振面正交的线偏振光。

进一步地，所述四分之一波片的快轴和所述增亮型偏光片的透过轴成+45°、-45°、+135°和-135°中的任意一种。

可选地，所述四分之一波片采用两片八分之一波片组合而成，两片八分之一波片组合一起的等效快轴和所述增亮型偏光片的透过轴成+45°、-45°、+135°和-135°中的任意一种。

进一步地，所述聚光装置采用方锥形聚光器、CPC(复合抛物面)聚光器、聚光透镜中的任意一种。

本发明还提供了一种LCD投影机高效照明系统的投影方法，包括如下步骤：

所述LED光源发出的光线依次经所述聚光装置汇集和所述准直透镜准直后穿过所述四分之一波片到达所述增亮型偏光片，所述增亮型偏光片对光线进行偏振光分离，对LCD光阀有用的一路偏振光被透射，对LCD光阀无用的一路偏振光被反射，两路偏振光为线偏振光且振幅相等、振动面正交；对LCD光阀有用的一路偏振光穿过LCD光阀后，依次经场镜和投影镜头投射出去；对LCD光阀无用的一路偏振光则被所述增亮型偏光片反射回去，被反射的光线穿过所述四分之一波片，并经所述准直透镜聚焦和所述聚光装置汇集后，被反射的光线聚焦照射在所述LED光源的发光区域上，其中一部分光线被所述反射膜反射，再依次经所述聚光装置汇集和所述准直透镜准直后穿过四分之一波片到达所述增亮型偏光片，被反射的光线两次穿过所述四分之一波片后偏振面旋转90°变得和所述增亮型偏光片的透过轴一致，从而对LCD光阀无用的一路偏振光一部分变得可用，完成偏振光变换的过程。