CN113238444B - 一种半立式单lcd投影机光路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半立式单LCD投影机光路，包括按光线行进方向依次设置的投影光源、聚光器、照明反射镜、准直透镜、LCD光阀、场镜、成像反射镜和投影镜头，所述照明反射镜对照射LCD光阀的光线进行上下方向的反射转折，且所述成像反射镜对LCD光阀出射的光线进行左右方向的镜像反射转折。本发明得到了一种全新的光路结构形状，造就了全新的堆叠和全新的投影机外形，外观新颖，成本低廉，体积小巧，原材料集成度完整。

Description

一种半立式单LCD投影机光路

技术领域

本发明涉及投影机领域，尤其涉及一种半立式单LCD投影机光路。

背景技术

根据已知和公知，光路的结构形式，尤其是光路上反射镜的设置，基本决定了单LCD投影机整机产品的外形大致的尺寸和形状，目前单LCD投影机的光路结构形式有三种，即直投式、一片反射镜式和两片反射镜式。

直投式顾名思义即投影光源到投影镜头之间，没有经过任何转折，整个光路呈直筒状，各光学器件的光轴在同一直线上(也可能某个别器件的光轴和其它器件的光轴不在同一直线上，但互相平行)；一片反射镜式即在投影光源与LCD光阀之间，或者在LCD光阀与投影镜头之间，设置有一片反射镜对光路的行进方向进行转折；两片反射镜式，即在投影光源与LCD光阀之间、以及在LCD光阀与投影镜头之间，各设置有一片反射镜对光路的行进方向进行转折。迄今为止，市面上单LCD投影机用的反射镜，都为平板玻璃表面镀电介质膜或者金属膜制作的平面反射镜。这种反射镜除了改变光轴的方向，对其它所有光学参数，理论上都没有改变。所以如果能把反射镜的平面变为具有压缩汇聚或者扩展发散等功能的曲面，对光学***的光学扩展量和拉氏不变量(也称拉赫不变量，由Joseph-Louis Lagrange和Hermann von Helmholtz提出)在传输过程中，增加匹配的维度和修正的选择，则投影机光学***必将获得更多的设计自由度和更高的光学性能指标。

单LCD投影机光阀尺寸都较大(一般3-8寸)，通常光阀≥3.5寸时，则直投式投影机体积会相当大，且长宽比例有失协调，故早已不适市场需求。上世纪80年代后期诞生单LCD投影机时，最初的产品便为直投式(参见当时夏普公司产品)。因为其直接竞争对手是CRT(Cathode Ray Tube)投影机，即便那时的直投式单LCD投影机的体积，在现在看来是“无比惊人”的，如体积0.5m*0.35m*0.15m＝26L(L：容积单位“升”)这样的尺寸，不过和当时的普通CRT投影机体积相比，如0.7m*0.6m*0.3m＝126L，直投式单LCD投影机的体积仍然是优势明显且无比优越的，相对外观的协调性反而不那么重要。

很快人们就用了一片反射镜，来降低单LCD投影机的体积、提高投影机内部空间利用率，并获得更加具有协调感的外观造型。一片反射镜式的单LCD投影机，一般是在LCD光阀和投影镜头之间***了一片反射镜的形式，并从上世纪90年代初的夏普投影机开始，一直流行并沿用到今天的国产单LCD投影机上。这种外形参见图11、图13和图14所示(图11中P'为投影镜头)，投影机外壳前面板的宽度w'(相当于投影机的宽度)，显著地大于高度h'(相当于投影机的高度)，通常w'/h'都在2倍以上，整机外形呈趴卧式状态，因而人们习惯称为卧式。

这种数十年来的技术、市场沉积，具有技术成熟、配套广泛、性价比高等优点。但缺点也体现于高成熟度带来的外观创新突破几率已极低、外观几乎都一成不变、很难设计出眼前一亮的外观，且产品同质化严重，和新时代消费类数码产品所追求的时尚、美观、个性独特等元素难以找到切合点并结合起来，同时内部空间的利用率并不高(内部很多空间被光学***和投影机外壳围成三角形，导致难以合理利用)，同等指标的光学***，一般都会嫌它整机体积相对偏大。

于是人们又发明了2片反射镜式，如美国专利US10509306B1等。在该发明中，单纯地只集成投影机光学***和其它的一部分配件(如LCD光阀的驱动板、散热***等)，而把开关电源(Switching Mode Power Supply)、大功率音响等材料外置的话，投影机内部空间利用率非常高，因而使得投影机体积相对较小、且具有造型新颖、对消费者有新鲜感、冲击感等显著优点，如以US10509306B1发明技术制作的产品CN305671219S、CN305655533S等等，市场表现均不俗，很受消费者欢迎。在所述US10509306B1中(权利要求1)：“and the firstreflector(7)conducts mirror reflection along a long axis thereof”，该Reflector(7)的实际光学作用是：LCD光阀出射的光线，经过投影镜头投射在幕布上时，该Reflector(7)使幕布上的图像，进行了上下方向的镜像，“a long axis”即LCD光阀的长轴，参见图3中的x'即为该发明中所述的“a long axis”。

上述US10509306B1发明技术，带来的创新投影机外形参见图12、图15所示(图12中P"为投影镜头)，投影机外壳前面板的宽度w"(相当于投影机的宽度)，显著地小于高度h"(相当于投影机的高度)，通常h"/w"达1.18倍以上，更多的产品甚至高达2-2.5倍以上，整机外形呈站立式状态，因而人们也称之为立式。这种新的光路形态，内部堆叠还不成熟，尤其是输出亮度、散热性能、内置开关电源、内置大功率音响等等，均与体积合理变大存在非常尖锐的矛盾，即做到如前述图13一片反射镜式投影机的集成完整度和亮度输出的话，则图12所示外形产品，不仅仅体积的优势没有了，同时外观的新颖性、独特性、协调性等也是问题。

所以如何更好地满足市场对投影机产品外观时尚，体积小、配套成熟而成本低廉、集成度高而使用便捷等需求，成为本领域技术人员持续亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种半立式LCD投影机光路，不仅实现了对光学扩展量和拉赫不变量在传输过程中匹配的更多维度和修正选择，显著提高了光学***的性能，同时得到了一种全新的光路结构形状，造就了全新的堆叠和全新的投影机外形，外观新颖，成本低廉，体积小巧，集成度完整。

为实现上述目的，本发明提供了一种半立式LCD投影机光路，包括按光线行进方向依次设置的投影光源、聚光器、照明反射镜、准直透镜、LCD光阀、场镜、成像反射镜和投影镜头，所述照明反射镜对照射所述LCD光阀的光线进行上下方向的反射转折，且所述成像反射镜对所述LCD光阀出射的光线进行左右方向的镜像反射转折。

进一步地，所述照明反射镜为在平板玻璃上制作反射膜的平面反射镜。

进一步地，所述成像反射镜采用在平板玻璃上制作反射膜的平面反射镜。

优选地，所述照明反射镜采用镜面铝板，所述聚光器的出光角度分布参数与所述照明反射镜的反射表面的光学特性相匹配。

所述照明反射镜采用镜面铝板时，所述照明反射镜的反射表面的面型为柱面、球面、非球面、机械平面或者自由曲面中的任一种。

可选地，所述照明反射镜采用镜面铝板时，所述照明反射镜的反射表面的面型为上下方向柱面，所述上下方向柱面的中轴线和所述LCD光阀的长边平行，所述照明反射镜的自身的光学压缩特性方向与所述上下方向柱面的中轴线平行。

可选地，所述照明反射镜采用镜面铝板时，所述照明反射镜的反射表面的面型为左右方向柱面，所述左右方向柱面的中轴线和所述LCD光阀的长边正交，所述照明反射镜的自身的光学压缩特性方向与所述左右方向柱面的中轴线平行。

优选地，所述成像反射镜采用镜面铝板，所述成像反射镜的反射表面的光学特性和所述场镜和投影镜头的参数相匹配。

所述成像反射镜采用镜面铝板时，所述成像反射镜的反射表面的面型为柱面、球面、非球面或者自由曲面中的任一种，所述成像反射镜的反射表面的偏振性和所述LCD光阀出射光线的偏振性一致。

进一步地，所述聚光器为单透镜、透镜的组合，或者反光杯与透镜组合中的任一种。

本发明的有益效果：

1、本发明通过照明反射镜和成像反射镜呈不同方向的反射组合，得到了一种全新的光路结构形状，造就了全新的堆叠和全新的投影机外形，并显著降低了现有投影机堆叠模式的整机体积，显著增加了投影机内部空间的利用率，对进一步合理化增加散热、音箱效果的设计，具有非常明显的创新效果。

2、本发明使用自身反射表面具有扩展和压缩功能的机械平面的镜面铝板代替传统的平面反射镜，通过设计聚光器与照明反射镜匹配，可以一定程度获得更高的照明效率；即便是直接代换传统的铝膜平面反射镜，也能获得较大幅度的照明效率提升。

3、本发明创新地将照明反射镜、成像反射镜的反射表面的面型设计为曲面状，相当于在光学***中***了一片到多片光学镜片，故可以对光学***的光学扩展量、拉氏不变量在传输过程中，提供更多的设计、修正手段，使光学***的性能获得大幅度提升，且并不增加产品成本。同时成像反射镜采用镜面铝板时，合理利用成像反射镜的偏振性，可进一步提升LCD光阀在检偏时候的消光比，提升产品投影图像的对比度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明投影机光路的立体图；

图2为本发明投影机光路的立体图；

图3为LCD光阀显示窗口的示意图；

图4为本发明投影机光路的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为平面反射镜的示意图；

图7为本发明一种实施例堆叠剖面图；

图8为对图7进一步说明的剖面图；

图9为本发明一种实施例投影机外形立体图；

图10为对图9进一步说明的剖切图；

图11为现有卧式投影机外观示意图；

图12为现有立式投影机外观示意图；

图13为现有卧式投影机的剖面示意图；

图14为图13的仰视图；

图15为现有立式投影机剖切后的立体图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

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。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

见图1、图3-6所示，本实施方式提供的一种半立式LCD投影机光路，包括按光线行进方向依次设置的投影光源1、聚光器2、照明反射镜3、准直透镜4、反热玻璃13、LCD光阀5、场镜6、成像反射镜7和投影镜头8。

所述投影光源1选用大功率阵列式LED光源，如COB(Chip On Board Light)光源。

所述聚光器2为平凸结构的单透镜，凸面为自由曲面，平面朝向投影光源1。

得益于10多年前投影行业的应用技术创新，如中国公开号CN201622432U等，在准直透镜4和LCD光阀5之间，一般是准直透镜4出射面之后约2-3mm位置，设置一片如使用美国3M公司的DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)薄膜材料制作的反热玻璃13(即将DBEF薄膜贴附在一片白板玻璃上),以利于对LCD光阀5进行显著降温，这已经成为了当下行业的通用做法。

参见图3，Ls为LCD光阀5显示窗口(俗称AA区，即Active Area)51的长边，Ss为显示窗口51的短边，x'为Ss的平分线，y'为Ls的平分线。

所述照明反射镜3对照射LCD光阀5的光线进行上下方向的反射转折，即设置了所述照明反射镜3之后，原本照射在LCD光阀5上面区域(图3中x'的上面)的光线，沿所述LCD光阀5显示窗口51的水平平分线(图3中的x')，镜像地照射在LCD光阀5的下面区域上，同理，原本照射在所述LCD光阀5下面区域(图3中x'的下面)的光线，镜像地照射在LCD光阀5的上面区域上，同时，所述成像反射镜7对LCD光阀5出射的光线进行左右方向的镜像反射转折，即沿所述LCD光阀5显示窗口51的垂直平分线(图3中的y')，因为成像反射镜7的存在，使LCD光阀5出射的光线，在到达投影镜头8时，进行了(沿y')左右方向的镜像。

本实施例通过照明反射镜3和成像反射镜7呈不同方向的反射组合，得到了一种全新的光路结构形状，造就了全新的堆叠和全新的投影机外形，并显著降低了现有投影机堆叠模式的整机体积，显著增加了投影机内部空间的利用率，对进一步合理化增加散热、音箱效果的设计，具有非常明显的创新效果。

所述照明反射镜3优选采用镜面铝板，具体为如采用德国安铝公司(Alanod)总反射率≥95％的镜面铝板制作而成，如型号为4270GP、或M95AX4等材料。这种材料市场上非常普遍，除德国外，意、美、中、日、韩等国家，均有大量企业在供应。

参见图6所示，一片平面反射镜如果置于光路中，入射光线ao、反射光线ob，以及入射角θ1和反射角θ2等，将严格地遵守物理学的反射定律(Reflection Law)，也就是反射镜仅转折光线行进方向，但不改变光线和光轴的角度。而镜面铝板因为自身表面结构的特殊性，以德国安铝4270GP材料为例，看起来是一片平面反射镜，而实际上即使4270GP材料在没有任何机械形变的前提下，也不是严格的平面反射镜，而是在反射表面上正交的两个方向，一个方向呈凹面反射镜特性(汇聚、压缩光线)，一个方向呈凸面反射镜特性(扩展、发散光线)，其凹或凸的等效曲率半径和入射光线的角度有关(和可见光范围的波长关系不大)。尽管在微观上(如图6中的光线ao、ob的交点o)仍然遵守反射定律，但在宏观上，相对于照明反射镜3(照明反射镜3采用镜面铝板)的机械外形平面，却不仅仅是转折了光线的行进方向，而且改变了光线和光轴的角度(实现了汇聚压缩和扩展发散)。所以照明反射镜3采用镜面铝板时，由于镜面铝板的这个特性，为聚光器2的设计，以及投影机照明***参数的优化、取舍，带来了更多的自由度。而相对传统的平面反射镜，即便照明反射镜3保持无任何机械形变的前提下，也能为上述设计带来帮助，因为相当于在LCD光阀5的x'、y'方向，投影机照明***上多了一枚在两个方向上特性不一样的透镜可以为设计所用。

参见图1、图4，本实施例中，照明反射镜3采用镜面铝板，照明反射镜3的面型为上下方向凹柱面，所述上下方向凹柱面的中轴线和LCD光阀5的长边平行。同时，照明反射镜3的自身的光学压缩特性方向与所述上下方向凹柱面的中轴线平行。

照明反射镜3采用镜面铝板时，照明反射镜3不论是设计制作成柱面、球面、非球面或者自由曲面，根据聚光器2的不同结构形式，在投影镜头8的F#不变的情况下，对投影机照明***的效率，相比上述无机械形变的镜面铝板的应用，能获得约4-20％以上的效率提升，同时对改善照明***的均匀度、渐晕、色坐标偏移等指标，都能获得更加容易的设计。聚光器2使用的光学器件(如透镜)的数量越少，照明效率获得提升就越明显，而聚光器2使用光学器件的数量越少，结构也越简单，成本也相对更低。

而相对现阶段行业普遍使用的玻璃镀铝膜平面反射镜(反射率一般约82-86％)，本实施例即便是采用无机械形变的镜面铝板去直接代换，即和聚光器2完全无匹配设计，单纯的反射效率也提高了很多(达9-13％)。同时如前述镜面铝板自身具有压缩或者扩展光线作用，和聚光器2匹配起来，还能更进一步提高投影机聚光照明效率。

实施例二：

参见实施例一和图2，照明反射镜3采用镜面铝板，且照明反射镜3的反射表面的面型为左右方向凹柱面，所述左右方向凹柱面的中轴线和所述LCD光阀5的长边正交。照明反射镜3的自身的光学压缩特性方向与所述左右方向凹柱面的中轴线平行。

所述成像反射镜7优选如前述4270GP材料制作的镜面铝板，且反射表面制作为简单非球面，偏振性和LCD光阀5的检偏角度一致。

单LCD投影机因为LCD光阀5的尺寸都比较大，所以投影镜头8的制作难度，也相应地增大，导致镜头的成像品质都普遍地很低。因为单LCD投影机镜头直径都比较大，所以受成本、工艺水平的限制，在单LCD投影机历史上，还没有使用非球面透镜、自由曲面透镜等镜片，制作高品质投影镜头8的先例。

在从场镜6到投影镜头8这段成像光路上，因为成像反射镜7尺寸最大，且结构最简单，相应地，对制作精度的绝对敏感性也最低，所以将成像反射镜7(成像反射镜7采用镜面铝板)制作为柱面、球面、非球面或者自由曲面，对期待投影机输出高品质的画面而言，比使用非球面透镜、自由曲面透镜等镜片，制作高品质的场镜6和投影镜头8，成功实施的几率和可能性就相对大得多。

在单LCD投影图像的若干参数(也可以认为是投影镜头8的光学参数)中，“场曲”(Curvature of field)是最难以把控和制作好的参数之一(因为光阀尺寸大，视场相对也大)，而场曲又是用户最能直接感知的参数。通常来说，现在单LCD投影行业使用的廉价镜头，99％的场曲指标都不能让用户满意。另一方面，对于提升镜头的场曲品质，需要付出的成本代价，也是用户很难承受的。而将成像反射镜7制作为简单的柱面，便可以为改善场曲带来立竿见影的效果。因为现今的LCD光阀5，显示窗口51几乎都为16：9的宽高比设计，在1/2视场内，场曲的改善是很容易通过对投影镜头8优化而获得的，但在1/2视场外，行业内流行的3片式柯克(Cooke Ttipet)镜头，就不大可能获得好的效果了。而将成像反射镜7制作为水平方向的柱面(柱面的中轴线和图3中的y'平行)，因为1/2视场外，LCD光阀5基本上只有水平方向的图像，此时加入一片柱面镜，轻易便可显著地改善场曲指标，为用户创造更好的体验。

对于投影镜头8希望制作大孔径，以获得足够高的亮度输出时，在一定的成本限度内，投影机除亮度外的所有指标，都会被牺牲和变得恶化。而此时最可能实现大孔径，且仍然具有较高像质水准和维持高性价比的的手段，则只有通过将成像反射镜7设计制作为非球面、自由曲面这个唯一的选择。

以上实施例，重点对本实施例的光学创新贡献进行了说明。也就是说，对照明反射镜3，不管是机械平面，还是其它反射面型，都能为现有技术带来更高的照明效率和其它积极的光学指标贡献；成像反射镜7进行不同的曲面设置，对改善投影机输出图像的品质，是当今成本、技术和工艺局限等等壁垒之外，能带来实际效果的有效手段。

实施例三：

下面以更客观具体的设计应用为例，说明本发明在整机体积、外形协调性、外形创新型、堆叠集成完整度等方面的优越性。

光路原材料见下表(参见图1-10)：

参见图13、14所示堆叠的机型为传统的卧式外形，光路按上表的参数设置(光路上不含照明反射镜3)，以较合理的、小巧的堆叠看，其外形约205*175*90mm，体积约3.2L。图中：

9'为投影光源1的散热器，31'为投影机外壳，34'为R音箱，R音箱高度约70mm，因为其上部要安装驱动板32，容积约0.17L，35'为L音箱，高度约80，容积约0.098L，R、L音箱总容积约0.27L，相对现阶段单LCD投影行业的产品、以及用户实际使用环境的室内空间而言，具有用户比较认可的音响效果。

图14为图13的仰视图，该机体积相对较大，散热效果好，没有照明反射镜3。正常而言，制作较优良的产品，可输出亮度约200Lm(ANSI)左右。

参见图12、15，此为前述US10509306B1所展示技术的实例，是该种立式外形的投影机，同等尺寸LCD光阀的技术平台，当前外形体积最小的优秀产品代表，参见前述中国外观专利所展示产品，并在京东、淘宝、亚马逊等电商平台上有良好业绩的销售，整体外观非常美观。图中，3"为照明反射镜，7"为成像反射镜。其外壳31"的外形约142mm(高)*120mm(宽)*138mm(深)，体积约2.4L；音箱36"因为产品尺寸关系，总容积约0.05L，也不能内置开关电源33(需要外接电源适配器)，同时因为整机体积小，投影光源1的散热器9"扩热能力有限，也不能安装型号8025这样较大尺寸的风机10(该产品的风机10"尺寸很小)，所以投影光源1的功率只允许40瓦左右。用上表的BOE(京东方公司)产3.5寸LCD光阀5制作出的产品，只能输出约70-80Lm的亮度。相对来说，较小体积、具有新颖感的外形等都是产品独特的优点，而亮度低，音效差，集成度不完整等不利因素，也可能制约着产品的后续市场表现。

图7-10为本发明所展示技术的具体实例。

图中，参见上表作进一步的说明：

光机壳体12用于安装光学***和风机10。图7和图8中，未单独设置反热玻璃13，而是将DBEF材料，直接贴到了LCD光阀5的入射面上，以利于降低成本，降低LCD光阀5入射侧散热通风道的风阻，最终利于为LCD光阀5和投影光源1提供更好的强迫冷却效果。

导风罩11用于对风机10的出风进行导流和引流，使其对投影光源1的散热器9提供高效强迫冷却。

照明反射镜3和光机壳体12之间形成第四通风道24。

LCD光阀5和场镜6之间形成第三通风道23。

准直透镜4和LCD光阀5之间形成第二通风道22。

聚光器2、照明反射镜3和准直透镜4之间形成第一通风道21。

上述第一通风道21、第二通风道22、第三通风道23、第四通风道24的进风一侧对着光机壳体12之外，出风一侧和风机10的进风口相对，这样风机10在运转吸风时，外部进入的冷空气，完成了对照明反射镜3、LCD光阀5的散热。本发明半立式单LCD投影机光路位于投影机外壳31内。

本发明和图11、13所示传统卧式投影机比，因为多了一片照明反射镜3进行反射，所以理论上同等光学***，照明效率要低一些(因为任何反射材料的反射率都不可能100％)。但因为把聚光器2和照明反射镜3结合设计，比如把照明反射镜3制作为简单的凹柱面反射镜(见图4中的半径R)，凹柱面的中轴线和LCD光阀5的长边平行，照明反射镜3的光学压缩特性方向与所述凹柱面的中轴线平行，这样在光学设计时，可容易获得较大的照明效率提升，因为相当于在聚光器2和准直透镜4之间，加了一片正透镜帮助聚光。故准直透镜4输出的光线，在满足投影镜头8的F#为2.8的情况下，本发明照明效率高达69-70％。而图13所述***，在满足投影镜头8的F#为2.8的情况下，因为较低折射率(n为1.5左右)的单透镜(聚光器2)的入射、出射光的折射角度限制、以及较短焦距(如上表90mm)的(菲涅尔)准直透镜4的效率限制，优秀设计的照明效率(准直透镜4输出的光通量/投影光源1的光通量)，很难超过63-63.5％，比本发明低10％左右，故本发明投影机的输出亮度，也可以达到优良制作的图13所示卧式产品的200Lm(ANSI)级别，属于基于上述BOE公司3.5寸光阀的投影光学平台中，具备高光学效率、高亮度等级的投影产品。

见图9-10，使用本发明半立式单LCD投影机光路制作的半立式投影机，其外形宽(w)为148，高(h)为108，深128mm，体积约2L，和现有技术比，具有显著的体积优势；音箱总容积约0.27L(见上表)，相对具有极其出色的音响效果，而且内置了100W大功率开关电源33，完成了投影机全部材料的集成。

使用本发明半立式单LCD投影机光路制作的半立式投影机，有机地结合了传统卧式和立式投影机的优点，带来了一种新颖的产品堆叠方式和外形选择。见图9所示，h/w约0.73，或者w/h约1.37，和当前的卧式产品或者立式产品相比，外观比一成不变的卧式产品更新颖，比立式产品外形更加协调、具有更完整的集成度、更大的音箱容积和更好的性价比，且体积优势非常明显，为市场提供了一个全新的选择。

通过以上实施例的展示，本发明核心是将照明反射镜3和成像反射镜7结合起来对光线进行全新的反射转折，造就了全新的堆叠和所决定的全新的投影机外形，这和前述US10509306B1技术所产生的堆叠和外形是本质不同的。参见图7-10，投影镜头8对应的下部为规则空间，可以内置大功率的开关电源33以降低成本(因为外置的大功率电源适配器，成本相对要昂贵得多)，增加投影机的集成完整度；照明反射镜3对应的上部空间，成像反射镜7对应的后侧部空间，可以布置较大体积的立体声音箱，获得良好的音响效果，增加用户体验的满意度；外形的宽高比，在满足体积尽量小巧时，h/w实现了全新的比例结构。另结合实施例一、二，对传统技术的聚光器2和准直透镜4之间、LCD光阀5和投影镜头8之间的玻璃平面反射镜，创新使用金属材料的照明反射镜3，成像反射镜7，不管反射表面是什么面型，对改善反射镜自身的散热(略)、改进光学设计、提升照明效率，提升成像品质，都有显著的帮助，具有明显的创新价值。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种半立式单LCD投影机光路，包括按光线行进方向依次设置的投影光源(1)、聚光器(2)、照明反射镜(3)、准直透镜(4)、LCD光阀(5)、场镜(6)、成像反射镜(7)和投影镜头(8)，其特征在于：所述照明反射镜(3)对照射所述LCD光阀(5)的光线进行上下方向的反射转折，且所述成像反射镜(7)对所述LCD光阀(5)出射的光线进行左右方向的镜像反射转折；

所述照明反射镜(3)采用镜面铝板，所述聚光器(2)的出光角度分布参数与所述照明反射镜(3)的反射表面的光学特性相匹配；

所述照明反射镜(3)的反射表面的面型为上下方向凹柱面，所述上下方向凹柱面的中轴线和所述LCD光阀(5)的长边平行，所述照明反射镜(3)的自身的光学压缩特性方向与所述上下方向凹柱面的中轴线平行；

或者所述照明反射镜(3)的反射表面的面型为左右方向凹柱面，所述左右方向凹柱面的中轴线和所述LCD光阀(5)的长边正交，所述照明反射镜(3)的自身的光学压缩特性方向与所述左右方向凹柱面的中轴线平行；

所述成像反射镜(7)采用镜面铝板，所述成像反射镜(7)的反射表面的光学特性和所述场镜(6)和投影镜头(8)的参数相匹配；

所述成像反射镜(7)的反射表面的面型为柱面、球面、非球面或者自由曲面中的任一种；且所述成像反射镜(7)的反射表面的偏振性和所述LCD光阀(5)出射光线的偏振性一致。

2.根据权利要求1所述的一种半立式单LCD投影机光路，其特征在于，所述成像反射镜(7)为在平板玻璃上制作反射膜的平面反射镜。

3.根据权利要求1所述的一种半立式单LCD投影机光路，其特征在于，所述照明反射镜(3)的反射表面的面型为柱面、球面、非球面、机械平面或者自由曲面中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种半立式单LCD投影机光路，其特征在于，所述聚光器(2)为单透镜、透镜的组合，或者反光杯与透镜组合中的任一种。