[发明专利]改善投影画面附近杂散光的光学投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及投影仪用光学系统，尤其涉及一种改善投影画面附近杂散光的光学投影。

背景技术

随着计算机多媒体显示技术的发展，投影机作为最佳的大屏幕显示设备，渐渐成为了标准的计算机外设产品，广泛应用于教育、军队、商务等多种领域。在投影机的使用过程中，用户往往要求所投影的影像具有很高的质量和对比度，因此，改善投影机光学系统的杂散光来提升投影机影像质量和对比度是必要的。

一般地，使用数字微镜器件(DMD，digital micromirror device)的投影机，其工作原理是该数字微镜器件内具有多个微型反射镜作为光开关，接收电子信号，通过改变微型反射镜的倾斜角度实现对光的调制，配合光源和投影成像镜头，投影出图像。当微型反射镜处于“开”(导通，on)状态就转动到一角度，将光源所照射来的光线反射入镜头而在一屏幕成像；当微型反射镜处于“关”(不导通，off)状态就转动到另一角度，将光源所照射来的光线反射到其他地方，此时屏幕相对于该微型反射镜的位置就显得相当黑暗。

请参阅图1，为已知的数字微镜器件(DMD)的投影机的内部构造示意图。其中光源10出射的光线经过复眼透镜20进行匀光后，再经过中继透镜组30，通过TIR棱镜40的全反射面的反射投射到数字微镜器件50，数字微镜器件50将所接受到的光线加以调制之后，再将光线反射再透过TIR棱镜40，投射到成像镜头70，通过成像镜头70成像到一屏幕上产生一有效影像区域80。然而由于复眼的影响、制作工艺和光斑的畸变等原因，投射到数字微镜器件的投射区域必定会有部分的区域超出数字微镜50，此即在数字微镜器件周围所形成的杂散光区60。杂散光区60的反光一同投射到屏幕上成为杂散影像区90，使得观赏者看到有效影像区80以外的影像，对于观赏者来说是种干扰。

为解决杂散光区60所造成的困扰，有很多种方式，结合图2，其中一种是在数字微镜器件50之前加一框行平面挡光元件61，阻挡杂散光进入数字微镜器件50的有效区域，挡光面为黑色平面，但还是有部分杂散光反射，反射的杂散光进入成像镜头70，投影到有效投影区80周围，这样只是让有效影像区80以外的影像稍微变暗而已，杂光影像亮度达不到可接受范围。另一种是在数字微镜器件之前加一框行平面挡光元件，通过增加挡光表面的粗糙度来减少杂散光的反光，但并不能完全消除反光，只是让有效影像区80以外的影像变得较暗而已，杂光影像亮度仍然达不到可接受范围。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种改善投影画面附近杂散光的光学投影系统，通过在数字微镜器件的光路上设置一挡光元件，用以阻挡杂散光被投射到屏幕成像，提高投影画面的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种改善投影画面附近杂散光的光学投影系统，包括依次设置的光源照明子系统、TIR棱镜、数字微镜器件和光学成像子系统；所述TIR棱镜设于所述数字微镜器件、光学成像子系统之间，所述光源照明子系统包括依次设置的光源、复眼透镜和中继透镜组；所述光学成像子系统包括依次设置的成像镜头和屏幕；所述中继透镜组设于所述复眼透镜、TIR棱镜之间，所述成像镜头设于所述TIR棱镜、屏幕之间；所述光源用于发出光束；所述复眼透镜接收所述光源发出的光束并将所述光束进行匀光；所述中继透镜组用于将经所述复眼透镜匀光后的光束转发至所述TIR棱镜；所述TIR棱镜将接收到的光束全反射后投身到所述数字微镜器件；所述数字微镜器件将接收到光束加以调制，并将光束反射并透过所述TRI棱镜，投射至所述成像镜头；所述成像镜头将所述光束成像到所述屏幕；所述光学投影系统还包括用于阻挡杂散光入射到所述数字微镜器件的挡光元件，所述挡光元件设于所述数字微镜器件的入射光路上；所述挡光元件的挡光面为锯齿形结构。

其中，所述挡光元件的形状为中空框形。

其中，所述挡光元件围成的面积与所述数字微镜器件的接光面的面积相等；所述接光面是指所述数字微镜器件用于接收光线的表面。

其中，所述挡光面的锯齿形结构由第一表面和第二表面组成，所述第一表面倾斜角度大于数字微镜器件“OFF”状态的翻转角度。

其中，所述挡光元件的颜色为黑色或其表面被涂成黑色，以便吸收光线。

其中，所述挡光元件的材料为吸光性材料。