[实用新型]用于数字投影光路的导光管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种玻璃导光管，尤其涉及一种用于数字投影光路的导光管。

背景技术

DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI（美国德州仪器）公司开发的数字微镜晶片（DMD）来实现数字光学处理过程。

DLP的原理是将光源发射出的光通过光学透镜和Rod(光棒)将光均匀化，经过处理后的光通过一个色轮（Color Wheel），将光分成RGB三色（或者RGBW等更多色），现在也有一些厂家利用BSV液晶拼接技术镜片过滤光线传导，再将色彩由透镜投射在DMD芯片上，最后反射经过投影镜头在投影屏幕上成像。DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的。以XGA解析度的DMD芯片为例，在宽1cm，长1.4cm的面积里有1024×768=786432个微镜单元，每一个微镜代表一个像素，图像就由这些像素所构成。由于像素与芯片本身都相当微小，因此业界也称这些采用微型显示装置的产品为微显示器。

DMD照明光路中核心光学元件导光管对这个照明系统起着决定性的作用。其导光管在整个照明系统中的作用就是通过导光管(Light-tunnel)将光源输出的圆形光斑转化为DMD所需要的矩形照明光斑，同时也要满足光学系统光能利用率及照明均匀性要求高的光学系统。导光管可以为实心的玻璃棱镜，如图1所示，其工作原理类似于光纤，光从入射端面1进入导光棒之后，经过反射面3多次反射从另一端出射端面2射出，在出射端面2上形成照明均匀的矩形光斑。入射端面1、出射端面2形状和显示元件相对应，常用的为矩形。实心光管（常称为Light-rod）利用光波在玻璃内的全反射，其特点是反射效率高、成本低等优点。但如果表面抛光光洁度不高或表面有异物时光线就会在有瑕疵的地方发生折射和散射，导致光的利用率下降，所以实心光棒对加工、组装以及使用环境洁净度有较高的要求。同时，光线在进入和离开光棒时会有一定的反射发生，这也会降低光的利用率。

导光管也可以是表面镀高反射薄膜的平面反射镜粘合而成的空心器件，如图2所示。空心光管（常称为Light-tunnel）实际上就是由数片反射镜粘合而成的光导器件（反射镜镀膜面朝里）。利用光线在反射镜表面的反射实现光能在光棒内的传输，避免了玻璃材料的吸收和相对实心光棒前后表面的反射造成能量的损失。另外空心光管由于反射发生在导光管内侧，外侧有一层玻璃保护，环境中的灰尘不容易进入空心光管内，因此对加工、组装以及使用环境的要求都很低。

由上可见，对于数字投影光路的导光管，如何提高光线利用率并保证均匀性是一个关键技术问题。现行业常用Light-tunnel由于受薄膜技术、大数值孔径等因素的影响，光能利用率在80%左右，目前业内人士普遍通过减小Light-tunnel长度来减少反射次数，从而提高光能的利用率，但这也是建立在损失均匀性的基础之上并且增加了导光管之后光路的设计难度，最终得到的结果得不偿失。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于数字投影光路的导光管，能够提高投影中画面均匀性和光能量的利用率，且结构简单，易于设计推广。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于数字投影光路的导光管，所述导光管的一端为入射端面，另一端为出射端面，所述导光管的内侧形成有反射面，所述入射端面进来的圆形光斑经反射面多次反射后形成矩形光斑从出射端面射出，其中，所述导光管的入射端面和出射端面均为矩形状，所述导光管的入射端面的宽高比小于出射端面的宽高比。

上述的用于数字投影光路的导光管，其中，所述导光管的入射端面的宽高比大致为1:1，出射端面的宽高比大致为16:9。

上述的用于数字投影光路的导光管，其中，所述导光管的入射端面的宽高比大致为1:1，出射端面的宽高比大致为4:3。

上述的用于数字投影光路的导光管，其中，所述入射端面进来的圆形光斑位于入射端面的中间且在入射端面的矩形框内。

上述的用于数字投影光路的导光管，其中，所述导光管为锥形实心光管。

上述的用于数字投影光路的导光管，其中，所述导光管为锥形空心光管，所述锥形空心光管由多块平面反射镜粘合而成，所述平面反射镜表面镀有高反射薄膜。