[发明专利]一种光源直接成像光学投影装置及其方法

说明书

本发明提出了一种光源直接成像光学投影装置及其方法，包括光源箱体、矩阵点光源装置、投影系统、投影银幕和银幕支架；其中光源箱体固定和支撑矩阵点光源装置；矩阵点光源装置设有呈矩阵式紧密排布的若干发光源像素点组成的成像面板，并借助计算机通过影像信息处理工具解析成像出产品原线路设计图并针对涉及到的发光源像素点配电发光，形成点光源图像；投影系统由若干块物镜组成，物镜把点光源图像按投影比例放大，再被映射到投影银幕上。本装置可根据图像需要进行发光，光源利用率高，能耗低，且无需LCD或DMD成像单元，在减少原件构成的同时降低装置体积和生产成本。

技术领域

本发明涉及投影技术领域，具体涉及一种光源直接成像光学投影装置及其方法。

背景技术

光学投影行业包括家庭投影、办公教育投影、影院投影、手机投影及智能穿戴设备投影等方面，其主要由光源、成像单元和光学系统组成，而根据成像单元的成像方式不同可分为LCD和DLP两种。

LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)投影仪可分成液晶板投影仪和液晶光阀投影仪，前者是投影仪市场上的主要产品。液晶是介于液体和固体之间的物质，本身不发光，工作温度为-55℃～+66℃。LCD投影仪利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元投影仪的透光率或反射率，从而影响其光学性质，以产生具有不同灰度层次及颜色的图像。LCD投影仪中的光源是金属卤素灯或冷光源，发出明亮的白光，经过光路系统中的分光镜，将白光分解为RGB(红色、绿色、蓝色)三原色光线。RGB三原色光线在精确的位置上穿过液晶体，通过液晶体控制每种光线的通过量来合成各种颜色，从而在屏幕上投影组成了与源图像一致的色彩斑斓的图像。由于LCD投影仪的色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准，且其具有体积小、重量轻、便携性高和价格较低等优势，因此已发展为投影市场上的主流产品。

DLP((Digital Light Processing，数字光处理)是以DMD(Digital MicromirrorDevice，数字微反射器)作为光阀成像器件，DLP投影仪的技术是反射式投影技术，在对比度和均匀性都非常出色，图像清晰度高、画面均匀、色彩锐利，并且图像噪声消失，画面质量稳定，精确的数字图像可不断再现，而且历久弥新。一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影象处理器及多个数字信号处理器(DSP)组成，文字图象经DLP电脑板产生数字信号，经过处理，数字信号转到DLP系统的心脏—DMD，而光束通过一高速旋转的三色透镜后，被投射在DMD上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。一片DMD是由许多个微小的正方形反射物镜(简称微镜)按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的，每一个微镜都对应着生成图像的一个像素。因此，DMD装置的微镜数目决定了DLP投影仪的物理分辨率，例如一台投影仪的分辨率为600x800，即DMD装置上的微镜数目为600x800＝480000个。DMD数字信号的红，绿，蓝顺序旋转，小镜子根据像素的位置及色彩的多少被打开或关闭，此时DLP可以看作是只有一个光源和一组投影镜头组成的简单光路系统，镜头放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上，这样一幅生动、明亮的演示效果就展现在我们面前了。

目前投影技术存在以下问题：

1).LCD投影光源利用率在30％～40％，光源利用率低，大部分被成像单元消耗，所以能耗高，特别微小成像亮度对比度差，造成画质差。

2).DLP投影使用DMD反射成像，但各微镜处于机械动作状态，寿命短，镜片反射也有衰减。

3).光源和成像单元分开，增大设备占用体积，造成微小投影设备制造困难，如手机投影和智能穿戴设备投影。

发明内容