用于数码投影的包含多个相异光源的光学引擎制造技术

本实用新型专利技术提供用于数码投影的光学引擎。其中，光学引擎中的光源部分包括多个相异的光源，而光学引擎中的照明光线处理部分的结构要根据光源部分的结构作相应的变更。一般而言，在光学引擎中采用多个相异的光源可以简化照明光线处理部分的结构和降低产品成本。本实用新型专利技术为提高光学引擎的性价比提供了一种切实可行的方案。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

专利
本专利技术一般涉及用于数码投影的光学引擎。本专利技术尤其涉及包含多个相异光源的光学引擎的光源装置及照明光线处理装置。
技术介绍
数码投影技术是国际上自20世纪末起逐步风行于动态影像显示领域的高端技术。数码投影设备有多种类型，包括数码正面投影机、数码背面投影机、家庭影院、数码彩色照片扩印机等等。数码投影设备的核心是用于将图像投影到屏幕上的光学引擎。目前许多数码投影设备制造商致力于改进和提高光学引擎中的关键技术，包括光源的光效、冷却；白光向红(R)、绿(G)、蓝(B)单色光的分解、白光起偏；成像色饱和度、色还原特性；红外(IR)、紫外(UV)截止技术等等。而提高产品的性价比更是众厂商倾力追求的目标。按照显像芯片的类型，可将现有技术的光学引擎分为液晶显示(LCD)型、硅基液晶(LCoS)型、数码光处理器(DLP)型；而按照芯片的数量，又可将现有技术的光学引擎分为单片、三片结构。其框图如图1所示，其中，光源部分是单个白光发光体(例如，卤素灯)。一种现有技术的单片DLP型光学引擎的基本结构如图6所示，光学引擎1包括白光光源2、照明光线处理部分3、数码显像器件4和投影物镜5。由光学引擎1把图像投影到屏幕6上。白光光源2为一个带反光碗的卤素灯。照明光线处理部分3包括用于截留由光源发出的无效而有害光线的光线截止器11、用于控制照明光线处理部分的各个区域中的光束的透镜组12(它由分布在照明光线处理部分的多个透镜组成，图中仅示意地画出与光线截止器相邻的一个透镜)、将非偏振光转换为偏振光的起偏器13、使三种单色偏振光光束循环出射的旋转色轮14、改变光束方向的棱镜组15、使不同波长的偏振光束反射或透射的偏振光束分裂器组16A-16D和改变光束方向的反光镜组17A-17C。由白光光源2发出的光线进入照明光线的处理部分3。在其中，白光先经光线截止器11进行IR、UV截止，再通过透镜组12的部分透镜进入起偏器13，从而得到白色偏振光。此白色偏振光再经过偏振光束分裂器组16A-16D、反光镜组17A-17C、透镜组12的其余透镜和旋转色轮14分解成循环出射的R、G、B三种单色偏振光。这三种单色偏振光经棱镜组15射向数码显像器件4。经数码显像器件4反射的光线通过棱镜组15、投影物镜5而在屏幕6上成像。由此可见，白光光源2发出的白光在照明光线处理部分3中分解成R、G、B三种单色偏振光。一般而言，采用这种方式存在下述问题1)生成的R、G、B三种单色偏振光的色纯度不高；2)虽然白光光源对R、G、B波段范围的能量分布是均匀的，但光学引擎对不同光谱光线的透过率不同，因而造成影像的色还原不良；3)需要采用光线截止器截留白光中含有IR、UV光线，以防止它们进入后部光学系统，否则，IR光线引起发热，而UV光线使系统中的塑料制件加速老化；4)在经过IR、UV截止及向R、G、B三种颜色的分解过程中，白光的光能损耗很大；5)对将白光分解成R、G、B三种单色偏振光的偏振光束分裂器的制造工艺要求很高，因而价格也较贵；6)采用卤素灯的白光光源温度过高，若提高输入功率则将同时提高灯泡温度，这会对系统工作及灯泡寿命带来负面影响；7)卤素灯的寿命短而价格高。针对上述问题提出本专利技术。其目的是提供一种性价比更高的用于数码投影的光学引擎。专利技术概述本专利技术提供用于数码投影的光学引擎，其中，光学引擎的光源部分包括多个相异的光源。多个相异的光源可以是一个或多个白光光源和一个或多个单色偏振光光源，也可以是两个或两个以上单色偏振光光源。每个光源可以包括M个阵列，每个阵列可以包括N个发光体，其中M≥1，N≥1。单色光可选自红、绿、蓝、黄、品红、青、紫。在单色偏振光光源中设置透镜组和起偏器。从每个单色偏振光光源发出光线的近峰值中心80％光能区域所对应的波带宽度小于160nm。在本专利技术提供的用于数码投影的光学引擎中，照明光线处理部分的结构要根据光源部分的结构作相应的变更。当光源部分包括一个白光光源和一个单色偏振光光源时，在光学引擎的照明光线处理部分设置三个偏振光束分裂器、一个反光镜和一个光线截止器；光线截止器要截留白光中的IR、UV光线和一种与所述单色偏振光光源发出的颜色相同的光线。当光源部分包括三个单色偏振光光源时，在光学引擎的照明光线处理部分设置两个偏振光束分裂器。附图说明图1是现有技术的光学引擎的框图；图2是本专利技术的包含多个相异光源的光学引擎的框图；图3是图2所示的光源部分的框图；图4是图3所示的一个光源的发光体的略图；图5是图4所示的一个单色偏振光光源的略图；图6示出一种现有技术的光学引擎的略图；图7示出本专利技术的第一实施例的略图；图8示出本专利技术的第二实施例的略图。具体实施方式图2是本专利技术的包含多个相异光源的光学引擎7的框图。它包括由多个相异光源构成的光源部分8、相应的照明光线处理部分9、数码显像器件4和投影物镜5。图3是图2所示的光源部分的框图。由图3可见，光源部分8包括N个相异的光源8A-8N，这里N是不小于2的整数。图4是图3所示的一个光源8′的略图。其中图4A为正视图，图4B为侧视图。一个光源8′包括M个阵列，例如图4A中为9个(M≥1，且M为整数)。每个阵列包括L个发光体，例如图4A中为9个(L≥1，且L为整数)。发光体10发出的光线为白光或单色光。图5是单色偏振光光源的略图。其中，10、12和13分别是单色光源、透镜组和起偏器。以下结合实施案例对本专利技术作进一步的说明。第一实施例图7所示为本专利技术的第一实施例的略图，它可用作正面数码投影机的的光学引擎。它用一个红色偏振光源18产生的红光取代由白光分解产生的红光，由此可提高投影图像的红色饱和度。在此实施例中，光线截止器11的功能是截留IR、UV、R光线。即，由白光光源2发出的白光进入照明光线处理部分9后，经光线截止器11截留IR、UV、R光线。通过11的光线只有蓝光和绿光，并经起偏器13得到偏振光。用偏振光束分裂器16B使蓝光反射而绿光透射。而偏振光束分裂器16C和16D的作用与图6中的标号相同的器件的作用相同。因为红光是由红色偏振光源18产生的，由此可控制红色光能的输入量及色纯度，与绿、蓝光相平衡。由现有技术的光学引擎提供的输出图像经常有红色饱和度差的缺陷，而采用此方案后对彩色图像的质量将会有较大提升。在本实施例中虽将白光中的红光截留而浪费了部分光能，但由于偏振光束分裂器和反光镜数量的减少而降低了光能损耗。重要的是，本实施例可以大幅提高彩色图像视觉效果。第二实施例图8示出本专利技术的第二实施例的略图，它可用于数码背面投影机的光学引擎。在该实施例中没有传统的白光光源，而是采用由R、G、B三个单色偏振光源18A-18C构成的光源组8来提供R、G、B三种单色偏振光。在照明光线处理部分9中，偏振光束分裂器的数量减少到2个(16C、16D)，并且不再需要光线截止器和反光镜。由投影透镜5出射的光线经反射镜20反射后射向屏幕6。由此可获得一种各种颜色饱和度均较理想的图像。在本方案中采用R、G、B三个单色偏振光光源直接提供R、G、B三种单色偏振光，因此有如下优点(1)取消了光线截止器和反光镜，减少了偏振光束分裂器的数量，因而可降低成本。(2)减少了IR、UV截止、分裂光束、反射等过程中的光能损失。(3)可采用LED等作发光体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于数码投影的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎的光源部分包括多个相异的光源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周羲君，何国兴，潘美青，
申请(专利权)人：周羲君，何国兴，潘美青，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]