[实用新型]固体光源单系统分时彩色投影机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固体光源单系统分时彩色投影机。

背景技术

随着现代视频技术的发展，越来越倾向于高清晰和大屏幕的视觉效果，传统清晰度(指分辨率在800*600及以下)的视频或数字投影机已经远远不能满足大屏幕高清晰投影的要求，因此越来越多的高清晰投影机方案被人们采用，首先是主流的三大投影显示技术(LCD、LCOS、DLP)制造商已经把显示芯片的分辨率提高到1024*768及以上，尤其是目前最成熟的单片高分辨率单色LCD液晶板，经过数十年发展，已经完全成熟而且价格低廉，相关器件配套方便，同时由于固体发光光源技术的逐步成熟，超小型化、单片高亮化等关键性技术瓶颈已经取得重大突破，这就为实现高清晰投影打下先决基础条件。

目前实现高清晰投影的方法主要有二大类，第一大类是以LCD(透过式液晶显示器件)为主导的液晶显示技术，如图1所示，其主要结构是：采用三片LCD 61、62、63为图像显示器件，以HID 5(金属卤化物气体放电灯)为光源，设置红绿蓝三色分光镜片及三基色图像合成棱镜7。工作原理是：HID光源5发出的白色光经过红绿蓝三色分光镜片分解成红绿蓝三种基色，分别照射到各自对应的LCD 61、62、63上，图像处理系统将彩色图像分解为红绿蓝三个基本颜色并分别控制三片LCD，经过图像合成棱镜7把三片LCD 61、62、63上的红绿蓝三基色图像合成为彩色图像并由镜头8显示。

在三片LCD技术运用之前，曾经大量采用单片彩色LCD技术，结构简单，无需分光系统及图像合成系统，但是因为需要在一片较小面积液晶屏上实现高分辨率彩色图像，制造难度极大，而且光透过率很低，虽然采用大面积单片彩色液晶制造技术可以提高分辨率和透光率，但又会造成产品废品率提高，机器体积庞大，亮度均匀性差等弊端，只能实现较低分辨率低(800*600及以下)以及较低亮度，其清晰度及亮度均不能满足高清晰大屏幕之要求；三片LCD技术是采用三片单色LCD合成彩色高清晰图像的，使小体积高分辨率的投影液晶屏制造难度大大降低，比 较容易实现高清晰，高亮度的投影效果。

上述LCD方案的弊端在于：必须使用的元器件过多，如分光系统，三基色显示系统及图像合成系统，造成综合成本高，体积较大，光学器件生产制造困难，整机调试复杂等，因此不利于大众普及使用，通常应用于要求较高的场合。

第二大类是以DLP(数字微镜显示技术)为主导的反射式投影技术，其主要结构是：采用一片至三片DMD(数字微镜芯片)为图像显示器件，以(金属卤化物气体放电灯)为光源，单片DLP结构原理较简单，HID光源发出的白色光经过一个色轮或棱镜分解为若干颜色(3-6色)投射到DMD上，经反射后经由镜头投射放大，实现大屏幕彩色显像；此方案也能够实现高清晰，高亮度的投影效果。但其关键器件色轮(或棱镜)制造工艺复杂，要求极高，并且有机械运动器件，寿命较短且较容易损坏。三片DLP结构原理相当复杂，HID光源发出的白色光经红绿蓝三色分光镜片分解成红绿蓝三种基色，分别照射到各自对应的DMD上，再经过图像合成棱镜把三片DMD的红绿蓝三基色图像合成为彩色图像。上述方案也能够实现高清晰，高亮度的投影效果。

三片DLP方案的弊端与三片LCD相同，都必须使用大量的元器件，包括多路显示系统和多路光学系统，成本高，体积大，生产制造和工艺调试等均相当困难，特别是使用三片显示器件的方案，其图像合成要求极高，对合成棱镜的生产制造与整机的工艺调试均有极高要求。

目前非主流的显示技术还有LCOS(反射式液晶显示器件)、SP(另一种反射式微镜显示器件)、等等，但问世时间较短，技术尚不成熟，价格较高，而且分辨率和亮度等指标均未能达到高清高亮水平，有待逐步提高和经历市场与时间考验。

同时随着固态发光光源的发展，在LCD投影机中应用固体发光光源(LED或激光)的方案也逐渐出现。如图2所示，由于其仍然采用与传统LCD投影机同样的空间混色法进行投影，因此其结构仍然很复杂，包括绿色LED光源51、红色LED光源52、蓝色LED光源53、绿光显像系统61’、红光显像系统62’、蓝光显像系统63’、合成棱镜7’和镜头8’。工作原理是：绿色LED光源51、红色LED光源52、蓝色LED光源53发出的红绿蓝三色光，分别照射到各自对应的显像系统61’、62’、63’上，经过图像合成棱镜7’把三套显像系统61’、62’、63’上的红绿蓝三基色图像合 成为彩色图像并由镜头8’显示。