[发明专利]一种数字光处理投影光机及投影仪

说明书

本发明提供了一种数字光处理投影光机及投影仪，投影光机包括照明系统、数字微镜阵列、投影系统、第一挡光单元和第二挡光单元，第一挡光单元用于遮挡照明光束中的第一部分照明光，从而在开通状态光束中形成第一开通遮挡区域，并在所述平坦状态光束中形成第一平坦遮挡区域，第一平坦遮挡区域与开通状态光束所在区域之间的重叠区域为第一区域；第二挡光单元用于在投影孔径光阑处遮挡开通状态光束的一部分，该部分为开通状态光束所在区域与平坦状态光束所在区域之间的重叠区域中除第一区域之外的区域对应的开通状态光；第一部分照明光的光能量小于第二部分照明光的光能量。本发明能够在遮挡初始重叠区域的基础上，提高投影亮度。

技术领域

本发明涉及投影技术领域，具体涉及一种数字光处理投影光机及投影仪。

背景技术

近年来，以DMD(数字微镜阵列)作为空间调制器的DLP(数字光处理)投影光机，由于其色彩丰富，对比度高，输出亮度范围广，从几十流明到几千流明，从而得到迅速的发展，占领了投影市场中很大的份额。DLP投影光机一般采用物方远心光路，这主要是为了保证画面的均匀性和光源的利用率；在相同的LED光源下，投影画面的亮度主要由投影镜头或照明光束的数值孔径(或F数)来决定，数值孔径越大(即F数越小)，进光量越大，投影画面亮度也就越高。照明光束入射到DMD后，DMD内部的数字微镜阵列对照明光束进行反射，当DMD处于开通状态(on状态)时，DMD处于对应偏转角度，并将照明光束反射形成开通状态光束；当DMD处于关闭状态(off状态)时，DMD处于对应偏转角度，并将照明光束反射形成关闭状态光束；DMD处于开通状态和关闭状态切换的瞬态过程中存在平坦状态(flat状态)，DMD偏转角度为0°，并将照明光束反射形成平坦状态光束。另外，DMD的保护玻璃，棱镜靠近且与DMD保护玻璃平行的面虽然都镀有增透膜，但是仍然会有少部分的光会被反射，这些反射光也构成平坦状态光束的一部分，如果通过投影镜头孔径光阑，会导致投影画面对比度的下降；DMD有效区周边一般会涂有吸光材料，但是这种材料对于光的吸收也是不完全的，也会存在反射光，构成平坦状态光束的一部分，该部分反射光在画面周围形成亮边框，在显示暗画面时会非常明显，影响使用体验。平坦状态光束如果通过投影镜头孔径光阑，会造成上文所说的投影画面对比度下降以及画面周边形成亮边框等问题所以对于投影光机，必须要保证平坦状态光束不能通过投影镜头孔径光阑，也就是说平坦状态光束和开通状态光束不能有重叠区域。开通状态光束、平坦状态光束和关闭状态光束中相邻光束之间没有重叠时，照明光束的最大数值孔径(F数)由DMD偏转角度决定，比如菱形(Side Diamond)排列组合的DMD偏转角度为±12°，那么入射光束为F 2.4，对应的照明光束最大锥角为24°，而不能进一步提高照明光束最大锥角，否则开通状态与平坦状态的光束存在重叠区域，影响投影画面质量。同时，照明光束锥角的大小与投影机的亮度成正相关，因此，照明光束最大锥角不超过24°限制了投影光机亮度的提升。

为了解决开通状态光束与平坦状态光束之间具有重叠区域的问题，专利文献CN204667035U公开了一种DLP投影系统，该专利文献中，DMD数字微镜偏转角与照明光束投影系统相匹配。该现有技术通过在投影镜头或照明系统中加一圆弧形的挡光装置遮挡光线，从而避免由芯片边框漫反射的光线通过镜头而在屏幕上成像，提升画面质量，但实际上会造成约2％的开通状态能量损失。

上述专利文献虽然提出了挡光装置，但是该方案限制了投影亮度的进一步提高。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供数字光处理投影光机及投影仪，在对开通状态光束与平坦状态光束重叠区域进行遮挡的基础上，提高投影亮度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：