一种光导管和一种具有该光导管的投影设备提供提高的光学分离的程度和成像效率。所述光导管使从光源发出的光的强度分布标准化。所述光导管包括光的入射平面和出射平面。此外，所述出射平面的尺寸大于入射平面的尺寸，所述出射平面相对于所述入射平面倾斜一定角度（θ）。根据这一构造，提高了照明光的光学分离的程度和成像效率。光学分离程度的提高也提高了对比度，同时使光学系统紧凑。
【技术实现步骤摘要】
光导管及具有该光导管的投影设备
本专利技术涉及一种光导管以及一种具有所述光导管的投影设备。更具体地讲，本专利技术涉及一种光导管和一种投影设备，所述投影设备通过使用兼具楔形光导管和锥形光导管的特点的光导管来提高照明光的光学分离(opticalseparation)的程度和成像效率。
技术介绍
通常，投影设备是将由图像显示装置形成的光学图像放大并将其投影到投影表面如屏幕上的显示设备。即，投影设备接收来自各种图像装置，如电视(TV)、录像机(VCR)、数字通用盘(DVD)播放器、个人电脑(PC)或者便携式摄像机等的信号并将由透镜放大的光学图像投影到屏幕上。根据投影设备使用的图像显示装置，投影设备可分为第一代CRT(阴极射线管)型、第二代LCD(液晶显示器件)型或第三代DMD(数字微镜装置)型装置。LCD型投影设备有些缺点，如制造工艺复杂且照度低。因此，由于DMD型投影设备具有以全数字形式形成高清晰图像的能力，所以，最近DMD型投影设备被使用。在DLP(数字光处理)系统中使用的DMD是半导体光开关，其使DMD面板上的多个微镜旋转并将发射的光或者反射到投影系统上(ON)或者反射为远离投影系统(OFF)，以形成光学图像。通常，投影设备包括光导管，用于将灯产生的点光源转化为面光源。光导管也被称为光线整合器、光管或玻璃棒。根据DMD的尺寸，从光导管发出的光通过穿过照明透镜被放大。多个微镜可转动地安装在DMD中，从而这些微镜能够绕着DMD的特定轴和其平行轴转动。控制器根据图像数据控制每个微镜的转动。按照这种方式，每个微镜将来自光源的入射光或者反射到投影系统上(ON)或者反射为远离投影系统(OFF)。在ON状态下，被微镜反射的光被引导到投影系统上，而在OFF状态下-->由微镜反射的光被引导为远离投影系统。因此，在OFF状态下，与微镜对应的像素看起来是黑色的，而在ON状态与微镜对应的像素看起来是红色、绿色、蓝色或者混合色。光学图像由安装在DMD中的每个微镜反射的光混合形成。投影系统对光学图像中的任何色差进行补偿，使光学图像放大并将其投影到屏幕上。图1A是传统的矩形光导管的透视图。如图1A所示，光导管110具有与火柴盒相似的外观，并由4个矩形镜子形成。所述镜子按照使光在光导管内部被反射的方式固定。这种矩形的光导管是最普遍使用的光导管。如图1A所示，入射平面110a的形状是与出射平面110b的形状相同的矩形，并且平面110a和平面110b互相平行。图1B是传统的楔形光导管的透视图。如图1B所示，楔形光导管120由两个矩形镜子和两个梯形镜子形成。入射平面120a和出射平面120b不互相平行。相反，出射平面120b相对于入射平面120a倾斜一定角度(θ)。图1C是传统的锥形光导管的透视图。在锥形光导管130中，入射平面130a和出射平面130b互相平行，但是它们的尺寸不同。例如，如果入射平面是4″×4″，则出射平面可以是6″×4″。图2A是用于解释具有矩形光导管110的照明系统的示意图。在所示的系统中，反射器是椭圆形反射器。因此，来自光源210的近焦点的光聚焦在远焦点。所述光作为点光源被引导到光导管110内，而作为面光源从光导管110发出。根据DMD 230的尺寸，发出的光通过照明透镜220被放大。因为DMD将从光导管发出的光反射，所以DMD相对于光轴(CR)倾斜。因此，如图2A所示，照射的成像平面240与DMD 230的平面成一定角度。因此，传统的矩形光导管的成像效率差。图2B是用于解释具有楔形光导管120的照明系统的示意图。如图2B所示，楔形光导管120相对于照明透镜220倾斜一定角度，因此，成像平面240也相对于照明透镜倾斜一定角度。因此，楔形光导管120用于克服矩形光导管110的缺点，并且因为照射的成像平面240与DMD 230的平面对齐，所以提高了成像效率。图2C是用于解释具有锥形光导管130的照明系统的示意图。如图2C所示，当使用锥形光导管130时，光导管内部的反射平面上的入射角变大，反-->射角也变大。因此，从光导管发出的光具有较窄的光的角分布(angulardistribution)和提高的光学分离的程度，这导致照明系统紧凑纤细。现在将参照图3A和图3B解释关于光学分离的程度的细节，图3A和图3B示出了在图2C中所示的光导管的光学分离的程度。图3A和图3B示出了来自照明系统(未示出)的入射光(IR)被DMD 230反射和出射光(OR)入射到投影系统310上的过程。如图3A所示，阴影表示的区域是入射光(IR)和出射光(OR)重叠的区域。因为入射光(IR)和出射光(OR)之间的干涉，所以这种重叠导致图像质量下降。在光的重叠区域中，离DMD 230最远的点被称为光学分离点(P)。光学分离点(P)与DMD之间的距离(H)越短，则光学分离程度越高。光学分离程度越高，则对比度越高。因为上述距离(H)是安装投影系统310所需的距DMD 230的最短距离，所以，如果距离(H)变得更短，则投影系统可以安装在DMD附近，构成紧凑的光学系统。如图3B所示，如果所述光具有较宽的光的角分布，则光学分离点(P′)离DMD 230更远。此外，光学分离点(P′)和DMD 230之间的距离(H′)也变得更长，从而光学分离的程度降低。因此，光的较宽的角分布降低了对比度并难于构成紧凑的光学系统。楔形光导管能够提高照明光的成像效率，但是它不能提高光学系统的光学分离的程度。相比之下，锥形光导管能提高光学分离的程度，但是它不能提高成像效率。因此，需要一种用于投影设备的改进的光导管，其既能提供提高的光学分离程度又能提供提高的成像效率。
技术实现思路
本专利技术的一方面在于解决至少以上的问题和/或缺点并提供至少以下描述的优点。因此本专利技术的一方面在于提供一种光导管和具有该光导管的投影设备。更具体地讲，本专利技术的一方面在于提供一种改进的光导管和具有该光导管的投影设备，所述投影设备通过使用同时应用楔形光导管和锥形光导管的特点的光导管来提供提高的照明光的光学分离的程度和成像效率。根据本专利技术的示例性实施例，用于投影设备的光导管使由光源提供的光的强度分布统一地标准化。所述光导管包括光的入射平面和出射平面，其中，-->出射平面的尺寸大于入射平面的尺寸，且出射平面相对于入射平面倾斜一定角度(θ)。所述光导管可以通过将四个矩形镜子的长边固定起来而形成。所述光导管的入射平面和出射平面可以是矩形的，从所述入射平面到所述出射平面的光路可以是中空的空间。所述光导管可以由六面体玻璃棒形成，所述入射平面和出射平面可以是矩形的。此外，从所述入射平面到所述出射平面的光路可以是实心玻璃。根据本专利技术的另一个示例性实施例，投影设备包括：光源，具有用于提供光的灯和反射镜；光导管，用于将发出的点光转化为面光；照明系统，用于借助反射镜反射和发出面光。此外，根据本专利技术的示例性实施例的投影设备具有光的入射平面和出射平面，其中，所述出射平面的尺寸大于所述入射平面的尺寸，所述出射平面相对于所述入射平面倾斜一定角度(θ)。所述光导管可以通过将四个矩形镜子的长边固定起来而形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使从光源发出的光的强度分布统一地标准化的光导管，所述光导管包括光的入射平面和出射平面，其中，所述出射平面的尺寸大于所述入射平面的尺寸；所述出射平面相对于所述入射平面倾斜角度θ。
【技术特征摘要】
KR 2005-2-4 10-2005-00107641、一种用于使从光源发出的光的强度分布统一地标准化的光导管，所述光导管包括光的入射平面和出射平面，其中，所述出射平面的尺寸大于所述入射平面的尺寸；所述出射平面相对于所述入射平面倾斜角度θ。2、如权利要求1所述的光导管，其中，所述光导管由两个矩形镜子和两个梯形镜子形成，所述入射平面和所述出射平面是矩形的，从所述入射平面到所述出射平面的光路是中空的空间。3、如权利要求1所述的光导管，其中，所述光导管由六面体玻璃棒形成，所述入射平面和所述出射平面是矩形的，从所述入射平面到所述出射平面的光路是实心玻璃。4、一种投影设备，包括：光源，包括用于提供点光的灯和反射镜；光导管，用于将来自所述光源的所述点光转化为面光，所述光导管包括光的入射平面和出射平面，所述出射平面的尺寸大于所述入射平面的尺寸，所述出射平面相对于所述入射平面倾斜角度θ；照明系统，用于通过所述反射镜反射并发射所述面光。5、如权利要求4所述的投影设备，其中，所述光导管由两个矩形镜子和两个梯形镜子形成，所述入射平面...
【专利技术属性】
技术研发人员：金珍植，金省兑，卢正镐，全基郁，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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