DLP投影机的光学引擎系统技术方案

本实用新型专利技术涉及投影机领域，公开了一种DLP投影机的光学引擎系统，用以解决了现有激光电视中成像光线与非成像光线无法有效分离的问题。本实用新型专利技术依次包括光源、色轮、光棒、中继光学系统、反射镜、TIR棱镜、DMD芯片和投影镜头，所述中继光学系统依次包括第一光学元件和第二光学元件，所述TIR棱镜出光面上的非有效光学区域都设有用于吸收杂散光的第一吸光层。本实用新型专利技术适用于DLP投影机。

Optical Engine System of DLP Projector

【技术实现步骤摘要】
DLP投影机的光学引擎系统
本技术涉及投影机领域，特别涉及一种DLP投影机的光学引擎系统。
技术介绍
DLP激光电视的成像是通过成多个微小的镜片反射光线来实现，其中的光学引擎系统工作原理如图1所示，光源1产生的光经过色轮2分成红绿蓝三基色光，通过光棒3将光源1的光均匀化并进行光束形态转换，然后经过中继光学系统4、反射镜5和TIR棱镜6将均匀化后的光照射到DMD芯片7上，经过DMD芯片7的调制将成像光线(ON状态光线)反射进入投影镜头8，再通过投影镜头8投射到屏幕上，而非成像光线(OFF状态光线)则经过DMD芯片7的调制反射到镜头之外。基于DLP投影技术的特性，在TIR棱镜光出射面，同时存在ON状态光线和OFF状态光线传输。由于DLP投影机光学引擎系统复杂，照明系统中光学元件数量很多，故产生的杂散光较多。这些杂散光，最终也通过TIR棱镜光出射面传输出，部分将进入镜头。综合以上分析，TIR棱镜出光面，同时存在ON状态光线、OFF状态光线和杂散光线传输。现有系统结构，对OFF状态光没有专门调制，如果系统结构稍有偏差，OFF光线也会有小部分进入镜头，影响成像质量。同时现有技术对杂散光的处理，主要为在一个或很少几个光学元件处外加光阑结构件，由于光阑结构件的设计和装配过程复杂，且部分光学元件之间由于间隙过小而无法增设光阑结构件，故无法对所有光学元件产生的杂散光都进行有效处理，只能选取关键部位进行处理。TIR之前的光学部件，产生的杂散光，最后通过TIR棱镜光出射面传输出，最终均会汇集与ON状态与OFF状态传输路径之外，故在TIR出射光面，设置光阑进行消杂光处理，效果最佳。同时，在此面上对OFF光进行调制，最为有效。因OFF光为非成像光线，按常规方式，对此类光学进行吸收处理，但由此带来的直接后果就是导致TIR温度大幅升高，影响TIR的可靠性和整个系统的散热性能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种DLP投影机的光学引擎系统，用以解决了现有激光电视中成像光线与非成像光线无法有效分离的问题。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是：DLP投影机的光学引擎系统，依次包括光源、色轮、光棒、中继光学系统、反射镜、TIR棱镜、DMD芯片和投影镜头，所述中继光学系统依次包括第一光学元件和第二光学元件，所述TIR棱镜出光面上的非有效光学区域都设有用于吸收杂散光的第一吸光层。为了进一步减少杂散光，所述第一光学元件的上下边缘面还设置有吸收杂散光的第二吸光层。进一步的，所述第一吸光层通过印刷或涂布的方式设置。进一步的，所述光源为激光、LED或者灯泡。本技术的有益效果是：本技术中，光源发出的光经过光棒调制后，会在光学元件的上下边缘面产生杂散光，在TIR棱镜的非有效光学区域也会产生杂散光，通过在TIR出光区域设置吸光层，将杂散光吸收，可有效避免杂散光进入投影镜头中影响成像清晰度；同时，将OFF状态光线导出，即使系统有细小偏差，OFF状态光线会被吸光层吸收，也不会进入镜头，不影响成像质量，且不会由于TIR吸收OFF状态光导致温升增加。本技术不需要增加其他结构件，实施方便，结构简单，且不会影响成像光线的投射，有利于提高成像清晰度。同时，吸收层仅吸收杂散光和小部分OFF状态光线，可有效降低系统温升。附图说明图1为现有技术中DLP投影机的光线传播示意图；图2为现有技术中DLP投影机的杂散光传播示意图；图3为现有技术中TIR棱镜处的杂散光传播示意图；图4为本技术示意图；图5为本技术中中继光学系统的杂散光被吸收示意图；图6为本技术中TIR棱镜处的杂散光被吸收示意图；图7为TIR棱镜出光面上吸光层的示意图；图中标记为：1-光源、2-色轮、3-光棒、4-中继光学系统、41-光学元件、5-反射镜、6-TIR棱镜、61-TIR棱镜出光面、7-DMD芯片、8-投影镜头、91-第一吸光层、92为第二吸光层。具体实施方式为了便于理解本技术，下面结合附图对本技术进行进一步的说明。图1至图3为现有技术中DLP投影机的光学引擎系统，由图可和，杂散光的产生发生在光学元件41处和TIR棱镜6处。如图2所示，光学元件41的上下边缘面会产生由反射引起的杂散光，杂散光会随正常成像光线一起向前投射，在达到DMD芯片7上后，杂散光成为非成像光线，此部分非成像光线在TIR棱镜出光面61上与成像光线交叉，无法在TIR棱镜出光面61上进行有效区分，二者一同进入投影镜头8中参与成像；如图3所示，TIR棱镜6处产生的杂散光离开TIR棱镜6后，将全部或大部分作为非成像光经过TIR棱镜出光面61的折射后进入投影镜头8中；上述的杂散光都会严重影响最后所得成像的清晰度。如图4所示，本技术公开的一种DLP投影机的光学引擎系统，依次包括光源1、色轮2、光棒3、中继光学系统4、反射镜5、TIR棱镜6、DMD芯片7和投影镜头8，所述中继光学系统4依次包括第一光学元件41和第二光学元件42，光学元件41的上下边缘面设有第二吸光层92，TIR棱镜6的出光面61上的非有效光学区域设有第一吸光层91。如图5所示，光棒3产生的杂散光投射到光学元件41的上下边缘面时，第二吸光层92会直接将杂散光吸收，杂散光则不会进入后续的光学系统中，由于第二吸光层92位于光学元件41的边缘面，因此不会对成像光线造成任何影响；如图6所示，TIR棱镜6产生的杂散光是经过TIR棱镜出关面61上非有效光学区域的折射进入投影镜头8中，因此在TIR棱镜出光面61上的非有效光学区域设置第一吸光层91，杂散光直接被第一吸光层91吸收，ON状态成像光线则通过未设置第一吸光层91的有效光学区域进入投影镜头8中，基于DLP投影技术特性，经过DMD反射后，会存在OFF状态光线，理想状态下，OFF状态光线会反射到镜头之外，但会因为微小的结构系统偏差，部分OFF光线可能进入镜头，故需要通过第一吸光层91进行吸收处理。正常OFF状态光线，经未设置吸光层的有效区域，不进入镜头，直接照射到光学引擎系统前盖上，被前盖吸收。如图7所示，第一吸光层91为一层黑色吸光膜，通过印刷或涂布的油墨层进行固定，未增加额外结构件，大大节省成本，也精简了整体结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.DLP投影机的光学引擎系统，依次包括光源(1)、色轮(2)、光棒(3)、中继光学系统(4)、反射镜(5)、TIR棱镜(6)、DMD芯片(7)和投影镜头(8)，所述中继光学系统(4)依次包括第一光学元件(41)和第二光学元件(42)，其特征在于，所述TIR棱镜出光面(61)上的非有效光学区域都设有第一吸光层(91)，第一吸光层(91)用于吸收TIR棱镜产生的杂散光以及偏向投影镜头(8)的OFF光。

【技术特征摘要】
1.DLP投影机的光学引擎系统，依次包括光源(1)、色轮(2)、光棒(3)、中继光学系统(4)、反射镜(5)、TIR棱镜(6)、DMD芯片(7)和投影镜头(8)，所述中继光学系统(4)依次包括第一光学元件(41)和第二光学元件(42)，其特征在于，所述TIR棱镜出光面(61)上的非有效光学区域都设有第一吸光层(91)，第一吸光层(91)用于吸收TIR棱镜产生的杂散光以及偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海军，何龙，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51