[实用新型]一种基于LED光源的DLP投影光学系统

说明书

技术领域

本实用新型属于微型或便携投影机技术领域，具体涉及一种基于LED光源的DLP投影光学系统。

背景技术

近几年，DLP投影显示技术凭借其丰富的色彩、高清晰的画面、高亮度的图像及高对比度的显示得到迅速发展，它可以实现体积更小，重量更轻的产品特性，特别是在电影院数字放映领域，其优势无可比拟。DLP技术中的核心部件主要采用的是DMD数字图像芯片，DMD是美国德州仪器公司独家掌握并开发的数字图像芯片，它是由很多矩阵排列的数字微反射镜组成，工作时微型反光镜随图像数字信号会有10度、12度或14度的翻转，将来自照明光源的光束通过微反射镜的翻转反射进入投影镜头成像在屏幕上。为匹配DMD芯片的入射角度，提高投影显示画面的均匀性，合理布局投影设备部件。

LED光源的出现，让投影机从光源技术上得到革新，在投影业界刮起革新飓风。LED光源是固态光源，在抗震动损伤方面的优势绝不是汞灯真空灯泡能媲美的；LED光源是数字光源，能够提供较好的可调控性，满足高性能投影和节能投影的应用需求；LED光源满足广色域高对比度的特征，能够提供更为多彩的显示技术效果；LED光源都属于冷光源技术，发光效率极高而且还在不断提升，理论值在汞灯的三倍以上，这不仅符合环保节能的理念，更能够大幅度简化投影机散热和寿命维持系统的设计；LED光源是长寿命光源，最短寿命突破20000小时，最长寿命可支持十万小时以上的应用，投影产品可从此告别耗材时代。

LED光源具有上述诸多优点，但是也具有光源发散角度大-近朗波分布，光线不易收集的缺点。此前上市的高亮度的LED光源微型投影机，如明基的GP1、宏基的K10等，奥图码DH5101等多采用DLP投影光学系统，光学匀光系统中使用复眼照明结构，结构紧凑，整体亮度也较高。但是使用的系统孔径角较大，有的甚至超过了DMD微镜的翻转角度极限，使部分平状态光线进入正状态，对比度下降，影响整体图像质量。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于LED光源的DLP投影光学系统，解决了平面型LED光源与DMD芯片的长宽比不匹配问题，提高数字投影机系统能量利用率而不降低投影机系统的对比度。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案：该基于LED光源的DLP投影光学系统，具有LED光源照明系统，DMD器件、TIR棱镜和投影镜头，其特征在于：所述LED光源照明系统由LED光源组、锥形光棒、中继透镜组构成，所述锥形光棒为单边锥形，其入射端口径与光源比例接近，长宽比为1：1，出射端长宽比为16：10，出射端中径短边和入射端尺寸一致；所述DMD器件为菱形像素，在垂直于DMD器件像素铰链方向是锥形光棒的长边方向。

所述中继透镜组中在孔径光栏位置设有一拦杂光光栏。

所述投影镜头采用椭圆形光栏。

所述LED光源组包含光线整形组合系统，其由交叉二向色镜及透镜组成；其中至少包含一片非球面透镜，所述透镜将LED光源近似成像在锥形光棒的入射端。

采用上述技术方案的有益效果：该投影系统的照明部分采用单边锥形光棒，在DMD器件工作时，菱形像素的DMD器件每个像素沿铰链方向不停的在“12°”、“0°”、“-12°”翻转（对应于12°DMD器件），把入射到垂直于DMD器件像素铰链方向的入射光反射进入投影镜头内，这部分光线相当于投影镜头数值孔径为F/2.4的光线，由照明光路锥形光棒的长边方向提供。此外的，在平行于DMD器件像素铰链方向的光线经过DMD器件像素反射后进入投影镜头，这部分光线相当于投影镜头数值孔径为F/1.5的光线，这部分光线由照明光路锥形光棒的短边方向提供，从而使LED光源的光线得到充分利用，增加了系统的能量利用率；同时在垂直于DMD器件像素铰链方向，照明系统提供的光线角度为数值孔径F/2.4，与DMD器件的投影镜头的的椭圆光栏得到很好的匹配，从而不降低系统的对比度。所以，采用上述方案设计成的投影光学系统，既可以提高数字投影机系统能量利用率，又能获得投影机系统较高的对比度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型所使用镜头的椭圆光栏形状图。

具体实施方式