一种单片LCD投影机的制作方法

一种单片lcd投影机
技术领域
1.本实用新型涉及投影显示技术领域，特别涉及一种单片lcd投影机。


背景技术：

2.在单片lcd投影中，对亮度调制的关键模组是lcm组件(即liquid crystal module组件)，其包含相互垂直或者相互平行排列的起偏器和检偏器以及两者之间的lcd面板。经过起偏器之后的线偏光在液晶双折射效应的调制下其偏振态发生变化，经过检偏器之后的强度对应信号中所要显示的灰度值。其中，单片lcd投影包含三种投影模式，第一种是ips(in-plane switching)mode，是指面内旋转液晶，控制液晶翻转的梳状电极在同一平面内。在配向膜的控制下，液晶自然状态不会旋转入射偏振光的偏振态，在电场作用下会旋转入射偏振光的偏振态，呈现常黑模式。第二种是tn(twisted nematic)mode，是指液晶在自然状态下呈螺旋排列，可以旋转入射偏振光的偏振态，在电场作用下会垂直排列，不再旋转入射偏振光的偏振态，呈现常白模式。第三种是va(verticallyaligned)mode，是指液晶在自然状态下垂直排列，不会旋转入射偏振光的偏振态，在电场作用下以一定倾角排列，会旋转入射偏振光的偏振态，呈现常黑模式。
3.相比于传统的平板lcd显示，lcd投影显示的不同之处在于背光强度更高，并且在lcd上调制的图像需要使用一个投影镜头投射出去在投影屏上成实像。然而，由于投影照明光强度较高，而且lcd面板中有较多的器件会对光有吸收，从而使得lcd面板的工作温度相比平板lcd显示的工作温度高很多。lcd面板温度升高带来的问题主要体现在以下两个方面：(1)液晶温度升高之后双折射效应减弱，液晶旋转偏振光偏振态的效应减弱。甚至温度达到一定临界温度(液晶清亮点温度)后会变为液态，失去液晶的调光能力；(2)器件长期工作在高温下会加速老化，其器件寿命会受到较大影响。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种单片lcd投影机，解决了现有单片lcd投影容易引起lcd显示面板温度升高技术问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种单片lcd投影机，包括依次设置的光源、起偏器、lcd面板、检偏器和镜头；
7.所述起偏器设置在所述lcd面板入光面的一侧；所述检偏器设置在所述lcd面板出光面的一侧，并与所述lcd面板的出光面相间隔；所述光源发出的光依次通过所述起偏器、所述lcd面板和所述检偏器传输到所述镜头上。
8.本实用新型的有益效果是：通过将检偏器设置在lcd面板出光面的一侧，并与lcd面板的出光面相间隔，形成分离式检偏器，在投影显示图像时，检偏器吸收的光的热量不能直接通过热传导方式传递给lcd面板，避免了lcd面板的温度的升高，从而能确保液晶较强的旋转偏振态效应和较长的器件寿命，同时提升了器件的耐受照射光功率和投影光通量。此外，由于检偏器与lcd面板的出光面相间隔，检偏器可以不限于采用透射式偏振片，只要
保证检偏器相对于lcd面板形成分离式检偏器即可，光路设计可以灵活调整，可以满足不同需求的应用环境。
9.进一步地，所述lcd面板包括cf基板、tft基板以及夹设在所述cf基板与所述tft基板之间的lc液晶；所述cf基板朝向所述起偏器，所述tft基板朝向所述检偏器。
10.进一步地，所述起偏器与所述cf基板的入光面贴合设置。
11.进一步地，所述起偏器与所述cf基板的入光面相间隔。
12.进一步地，所述检偏器包括反射式偏振片，或者所述检偏器包括透射式偏振片；当所述检偏器包括反射式偏振片时，所述检偏器的法线方向与所述lcd面板的出射光的光轴倾斜设置，且所述镜头设置在所述检偏器的透射光路上；当所述检偏器包括透射式偏振片时，所述检偏器与所述lcd面板平行，且所述镜头设置在所述检偏器的透射光路上。
13.进一步地，所述检偏器包括反射式偏振片，且所述检偏器的法线方向与所述lcd面板的出射光的光轴倾斜设置，所述镜头设置在所述检偏器的反射光路上。
14.进一步地，所述起偏器包括反射式偏振片，所述起偏器的法线方向与所述光源的出射光的光轴倾斜设置，所述lcd面板设置在所述起偏器的反射光路上。
15.进一步地，所述起偏器的法线方向与所述光源的出射光的光轴之间的夹角为45
°
，所述lcd面板的法线方向与所述起偏器的出射光的光轴之间的夹角为45
°
；所述检偏器的法线方向与所述lcd面板的出射光的光轴之间的夹角为45
°
。
16.进一步地，所述单片lcd投影机还包括设置在所述光源与所述起偏器之间的光路上的反射镜，所述反射镜分别与所述光源以及所述起偏器相间隔；所述反射镜的法线方向与所述光源的出射光的光轴倾斜设置；所述起偏器设置在所述反射镜的反射光路上，所述lcd面板设置在所述起偏器的透射光路上。
17.进一步地，所述检偏器包括反射式偏振片；所述检偏器的法线方向与所述lcd面板的出射光的光轴倾斜设置，所述镜头设置在所述检偏器的反射光路上。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例一中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例二中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例三中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
21.图4为本实用新型实施例四中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例五中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例六中提供的单片lcd投影机的结构示意图；
24.图7为本实用新型实施例七中提供的单片lcd投影机的结构示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
26.下面结合附图，对本实用新型进行说明。
27.本实用新型实施例提供的单片lcd投影机包括依次设置的光源、起偏器、lcd面板、检偏器和镜头。起偏器设置在lcd面板入光面的一侧；检偏器设置在lcd面板出光面的一侧，
并与lcd面板的出光面相间隔；光源发出的光依次通过起偏器、lcd面板和检偏器传输到镜头上。
28.光源发出的光经过起偏器后转变为线偏振光，该线偏振光入射到lcd面板，lcd面板根据接收到的图像信号对线偏振光进行调制，形成调制光，该调制光中包括不同偏振方向的光线，再通过检偏器使包含图像信息的偏振方向的光线通过，进而入射到镜头上，通过镜头投射到屏幕或墙面上实现投影显示。
29.本实用新型的方案，将检偏器设置在lcd面板出光面的一侧，并与lcd面板的出光面相间隔，形成分离式检偏器，在投影显示图像时，检偏器吸收的光的热量不能直接通过热传导方式传递给lcd面板，避免了lcd面板的温度的升高，从而能确保液晶较强的旋转偏振态效应和较长的器件寿命，同时提升了器件的耐受照射光功率和投影光通量。此外，由于检偏器与lcd面板的出光面相间隔，检偏器可以不限于采用透射式偏振片，只要保证检偏器相对于lcd面板形成分离式检偏器即可，光路设计可以灵活调整，可以满足不同需求的应用环境，通用性较强。
30.实施例一：
31.如图1所示，图1为本实用新型实施例一提供的单片lcd投影机100的结构示意图，单片lcd投影机100包括依次设置的光源110、起偏器120、lcd面板130、检偏器140和镜头150。
32.具体地，光源110可以是led光源，led光源岀射白色的照明光，为单片lcd投影机提供形成投影图像所需的光线，其中，该白色的照明光为自然光。光源110也可以是激光激发荧光的白色光源，或者其他可以产生白色光的光源。
33.起偏器120设置在lcd面板130入光面的一侧，起偏器120包括起偏偏振片，使起偏器120与lcd面板130的入光面贴合设置，利用lcd面板130的入光面作为起偏偏振片的承载基板。起偏偏振片可以为透射式偏振片或反射式偏振片。本实施例中起偏器120仅包括起偏偏振片，起偏偏振片与lcd面板130贴合在一起，因此可以无需额外配置玻璃基板，光源110出射的光可以直接通过该起偏偏振片传输到lcd面板130上。
34.lcd面板130包括cf基板131、tft基板133以及夹设在所述cf基板131与所述tft基板133之间的lc液晶132；所述cf基板131朝向所述起偏器120，所述tft基板133朝向所述检偏器140。通过使cf基板131朝向起偏器120，cf基板131上的bm膜可以避免光线直接照射到扫描线、数据线等线路，从而可以进一步地提高lcd面板130的寿命。需要说明的是，本实施例的lcd面板130以ips模式液晶作为示例，其他模式的液晶，如tn模式以及va模式均可以按照相同的思路来进行设计，具体不再赘述。
35.检偏器140设置在lcd面板130出光面的一侧，并与lcd面板130的出光面相间隔。检偏器140包括检偏偏振片141和玻璃基板142，检偏偏振片141与玻璃基板142相贴合，玻璃基板142用于支撑检偏偏振片141。在本实施例中，检偏器140与lcd面板130平行设置，检偏器140的检偏偏振片141为透射式偏振片。在放置检偏器140时，使玻璃基板142朝向tft基板133，检偏偏振片141朝向镜头150；当然，也可以使玻璃基板142朝向镜头，检偏偏振片141朝向tft基板。优选地，玻璃基板142的表面上设有防反射膜，以减小入射光线在玻璃基板142表面的反射率。
36.镜头150设置在检偏器140的透射光路上，用于将接收的光线投射至屏幕或墙面以
形成投影图像。通常，镜头150由三片或四片玻璃镜片组成，也可以是更多镜片组成，镜片材料也可以使用光学塑料。
37.单片lcd投影机100还可以包括设置在检偏器140和镜头150之间的菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜临近检偏器140设置，菲涅尔透镜用于对检偏器140出射光进行汇聚，从而提高光利用率。优选地，菲涅尔透镜由双折射效应较低的光学塑料材料或者玻璃材料制成。
38.本实施例中，通过使检偏器140与lcd面板130的出光面相间隔，形成分离式检偏器，在投影显示图像时，检偏器140吸收的光的热量不能直接通过热传导方式传递给lcd面板130，避免了lcd面板130的温度的升高，从而能确保液晶具有较强的旋转偏振态效应，并提高了器件的寿命。
39.实施例二：
40.如图2所示，图2为本实用新型实施例二提供的单片lcd投影机200的结构示意图，单片lcd投影机200包括依次设置的光源210、起偏器220、lcd面板230、检偏器240和镜头250。lcd面板230与检偏器240检偏器相间隔，lcd面板230包括cf基板231、tft基板233以及夹设在cf基板231与tft基板233之间的lc液晶232；cf基板231朝向起偏器220，tft基板233朝向检偏器240。检偏器240包括检偏偏振片241和玻璃基板242。
41.与实施例一中的单片lcd投影机100不同的是，本实施例中的检偏器240的法线方向与lcd面板230的出射光的光轴倾斜设置，检偏偏振片241为反射式偏振片。检偏偏振片241朝向lcd面板230，从而将lcd面板230岀射的调制光中非用于形成图像的部分反射出去。优选地，检偏器240的法线方向与lcd面板230的出射光的光轴之间的夹角为45
°
。
42.本实施例中，lcd面板230与检偏器240相间隔，且检偏器240的法线方向与lcd面板230的出射光的光轴倾斜设置，检偏器240的检偏偏振片241为反射式偏振片，检偏器240产生热量不能直接通过热传导方式传递给lcd面板230，避免了lcd面板230的温度的升高，而且可以有效避免检偏器240反射回来的光重新进入lcd面板230中，产生杂散光，降低成像的对比度，甚至可能产生鬼影的现象，有效提高了成像质量；也避免了lcd面板230吸收反射回来的光线导致温度升高。
43.实施例三：
44.如图3所示，图3为本实用新型实施例三提供的单片lcd投影机300的结构示意图，单片lcd投影机300包括依次设置的光源310、起偏器320、lcd面板330、检偏器340和镜头350。lcd面板330与检偏器340相间隔，lcd面板330包括cf基板331、tft基板333以及夹设在cf基板331与tft基板333之间的lc液晶332；cf基板331朝向起偏器320，tft基板333朝向检偏器340。检偏器340包括检偏偏振片341和玻璃基板342。
45.与实施例一中的单片lcd投影机100不同的是，本实施例中的起偏器320与lcd面板330相间隔设置，即起偏器320与cf基板331的入光面相间隔。起偏器320包括玻璃基板321和起偏偏振片322，起偏偏振片322与玻璃基板321相贴合，玻璃基板321用于支撑起偏偏振片322。在本实施例中，检偏器320与lcd面板330平行设置，起偏偏振片322可以为透射式偏振片或反射式偏振片。在放置起偏器320时，使玻璃基板321朝向光源310，起偏偏振片322朝向lcd面板330；当然，也可以使玻璃基板321朝向lcd面板330，起偏偏振片322朝向光源310。优选地，玻璃基板321的表面上设有防反射膜，以减小入射光线在玻璃基板321表面的反射率。
46.本实施例中，通过使检偏器320、检偏器340均与lcd面板330相间隔，在投影显示图
像时，起偏器320和检偏器340吸收的光的热量均不能直接通过热传导方式传递给lcd面板330，更加有效地避免了lcd面板330的温度的升高。
47.实施例四：
48.如图4所示，图4为本实用新型实施例四提供的单片lcd投影机400的结构示意图，单片lcd投影机400包括依次设置的光源410、起偏器420、lcd面板430、检偏器440和镜头450。lcd面板430与检偏器440相间隔，lcd面板430包括cf基板431、tft基板433以及夹设在cf基板431与tft基板433之间的lc液晶432；cf基板431朝向起偏器420，tft基板333朝向检偏器440。检偏器340包括检偏偏振片441和玻璃基板442。
49.与实施例二中的单片lcd投影机200不同的是，本实施例中的起偏器420与lcd面板430相间隔设置，即起偏器420与cf基板431的入光面相间隔。起偏器420包括玻璃基板421和起偏偏振片422，起偏偏振片422与玻璃基板421相贴合，玻璃基板421用于支撑起偏偏振片422。在本实施例中，检偏器420与lcd面板430平行设置，起偏偏振片422可以为透射式偏振片或反射式偏振片。在放置起偏器420时，使玻璃基板421朝向光源410，起偏偏振片422朝向lcd面板430；当然，也可以使玻璃基板421朝向lcd面板430，起偏偏振片422朝向光源410。优选地，玻璃基板421的表面上设有防反射膜，以减小入射光线在玻璃基板421表面的反射率。
50.本实施例中，通过使检偏器420、检偏器440均与lcd面板430相间隔，在投影显示图像时，起偏器420和检偏器440吸收的光的热量均不能直接通过热传导方式传递给lcd面板430，更加有效地避免了lcd面板430的温度的升高；而且检偏器440倾斜设置，可以有效避免检偏器440反射回来的光重新进入lcd面板430中，产生杂散光，降低成像的对比度，甚至可能产生鬼影的现象，有效提高了成像质量。
51.实施例五：
52.如图5所示，图5为本实用新型实施例五提供的单片lcd投影机500的结构示意图，单片lcd投影机500包括依次设置的光源510、起偏器520、lcd面板530、检偏器540和镜头550。lcd面板530与检偏器540相间隔，lcd面板530包括cf基板531、tft基板533以及夹设在cf基板531与tft基板533之间的lc液晶532；cf基板531朝向起偏器520，tft基板533朝向检偏器540。检偏器540包括检偏偏振片541和玻璃基板542。
53.与实施例四中的单片lcd投影机400不同的是，本实施例中的镜头550设置在检偏器540的反射光路中，同时为了保持ips模式液晶的常黑模式，检偏偏振片541的反射的偏振态较实施例四需要旋转90度。
54.本实施例中，通过使检偏器520、检偏器540均与lcd面板530相间隔，在投影显示图像时，起偏器520和检偏器540吸收的光的热量均不能直接通过热传导方式传递给lcd面板530，更加有效地避免了lcd面板530的温度的升高；而且检偏器440倾斜设置，镜头550设置在检偏器540的反射光路中，将光路进行折叠，能够使得单片lcd投影机500的结构更加紧凑，减小了整个投影机的体积。
55.实施例六：
56.如图6所示，图6为本实用新型实施例六提供的单片lcd投影机600的结构示意图。单片lcd投影机600包括依次设置的光源610、起偏器620、lcd面板630、检偏器640和镜头650。lcd面板630与检偏器640相间隔，lcd面板630包括cf基板631、tft基板633以及夹设在cf基板631与tft基板633之间的lc液晶632；cf基板631朝向起偏器620，tft基板633朝向检
偏器640。检偏器640包括检偏偏振片641和玻璃基板642。
57.与实施例五中的单片lcd投影机500不同的是，本实施例中的起偏器620的法线方向与光源610的出射光的光轴倾斜设置，起偏器620包括玻璃基板621和起偏偏振片622，起偏偏振片622为反射式偏振片，lcd面板630设置在起偏器320的反射光路上。
58.优选地，起偏器620的法线方向与光源610的出射光的光轴之间的夹角为45
°
，lcd面板630的法线方向与起偏器620的出射光的光轴之间的夹角为45
°
；检偏器640的法线方向与lcd面板630的出射光的光轴之间的夹角为45
°
。
59.本实施例中，通过使检偏器620、检偏器640均与lcd面板630相间隔，在投影显示图像时，起偏器620和检偏器640吸收的光的热量均不能直接通过热传导方式传递给lcd面板630，更加有效地避免了lcd面板630的温度的升高；而且检偏器620和检偏器640均倾斜设置，将光路进行折叠，能够使得单片lcd投影机600的结构更加紧凑，减小了整个投影机的体积。
60.实施例七：
61.如图7所示，图7为本实用新型实施例七提供的单片lcd投影机700的结构示意图。单片lcd投影机700包括依次设置的光源710、起偏器720、lcd面板730、检偏器740和镜头750。lcd面板730与检偏器740相间隔，lcd面板730包括cf基板731、tft基板733以及夹设在cf基板731与tft基板733之间的lc液晶732；cf基板731朝向起偏器720，tft基板733朝向检偏器740。检偏器740包括检偏偏振片741和玻璃基板742。
62.与实施例五中的单片lcd投影机500不同的是，本实施例中在光源710与起偏器720之间的光路上的反射镜760，反射镜760分别与光源710以及起偏器720相间隔；反射镜760的法线方向与光源710的出射光的光轴倾斜设置；起偏器720设置在反射镜760的反射光路上，lcd面板730设置在起偏器720的透射光路上；其中，起偏器720包括玻璃基板721和起偏偏振片722，起偏偏振片722为反射式偏振片或透射式偏振片。优选地，反射镜760的法线方向与光源710的出射光的光轴之间的夹角为45
°
。
63.本实施例中，通过使检偏器720、检偏器740均与lcd面板730相间隔，在投影显示图像时，起偏器720和检偏器740吸收的光的热量均不能直接通过热传导方式传递给lcd面板730，更加有效地避免了lcd面板730的温度的升高；而且反射镜760和检偏器740均倾斜设置，将光路进行折叠，能够使得单片lcd投影机700的结构更加紧凑，减小了整个投影机的体积。
64.读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。