CN101387817B - 改善色彩再现性的投影仪光源及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善色彩再现性的投影仪光源，包括高亮度发光体和抛物线反射镜，所述高亮度发光体安装在抛物线反射镜内，所述抛物线反射镜将高亮度发光体发出的光折射成投影仪使用的平行光，所述投影仪光源还包括分布在高亮度发光体周围的若干提高光源显色性的增强型发光体。本发明还涉及一种运用所述投影仪光源的投影系统。本发明的投影仪光源将高亮度发光体和增强型发光体两种光源结合在一起使用，所述新型投影仪光源既有高亮度发光体光效高的特点，又具有增强型发光体显色性强的特点。同时由于投影系统具备光效高显色性强的新型投影仪光源，从而提高了投影系统的图像质量。

Description

改善色彩再现性的投影仪光源及投影系统

技术领域

本发明涉及一种投影仪光源及投影系统，具体涉及一种改善色彩再现性的投影仪光源及投影系统。

背景技术

现阶段投影仪主要有三种光学引擎技术：液晶板光学引擎(LCD)、数码光处理引擎(DLP)和硅基液晶引擎(LCOS)。

请参考图4，图4所示的是现有的主流三片式液晶板光学引擎(LCD)投影装置。光源1的发光部2，一般采用超高压汞灯或金属卤素灯，发出的光由抛物线反射镜3变成平行光后，射向积分透镜4。积分透镜由鹰眼透镜4a，4b构成，投影将光源1射来的光导向液晶面板。经过积分透镜4后的光在经过偏光装换装置5、集光透镜6之后，射向分色镜8。

分色镜8让红光透过而反射蓝绿光。透过分色镜8的红光被反射镜9反射而改变光路。被反射镜9反射的红光经聚光镜10透过液晶型光阀7R，从而进行光调制。另一方面。被分色镜8反射的蓝绿光被导向分色镜11。分色镜11让蓝光透过而反射绿光。被分色镜11反射的绿光经聚光透镜12并被导向绿光用透过型液晶光阀7G。透过分色镜11后的蓝光经过中继透镜13、反射镜14、中继透镜15、反射透镜16、以及聚光透镜17而被导向蓝光用透过型液晶光阀7B。

经液晶光阀7R、7G和7B而被调制的光镜正交分色棱镜18合成彩色影像光。该彩色影像光通过投影透镜19放大投影到屏幕上显示出来。

以上三种光学引擎(LCD——液晶，DLP——数字光显，LCOS——硅基液晶)中，主要采用超高压汞灯作为光源。超高压汞等是目前应用的最广泛和最好的投影仪光源灯，但是它也有缺点，辐射光谱的强度不均匀，显色性不是很好。图1和图2分别是自然光谱和超高压汞灯光谱的比较。

从图1和图2的对比中我们可以看出，日光的光谱分布是比较均匀的，特别是在可见光部分(380-780nm)，而超高压汞灯光谱的分布是很不均匀的，在紫外线(小于380nm)范围内特别强，而在可见光(380-780nm)范围内分布很不均匀。当一个光源的波长分布越接近于日光，则它的显色性就越好，但从图1和图2的比较当中我们可以看出超高压汞的显色性不太好。

请参考图3，现有技术中，为了改善使用超高压汞灯显色性不好的问题，考虑到任何颜色都可以用红、绿、篮三原色混合出来，因此出现了采用红、绿、蓝(RGB)发光二极管(LED)作为投影仪的光源。图3是红、绿、蓝发光二极管光源混合出的白光的光谱图。由图3可见，红绿蓝发光二极管混合所得的白光的显色性是很好的。采用发光二极管作为投影仪的光源可以得到很好的显色性。

但是目前红、绿、蓝发光二极管的发光效率还不高，因此此种光源只能用在便携式投影仪中，而且在较强的光线下或较大的投影画面下使用时，所述发光二极管光源投影出的亮度很难让人接受。

因此，亟待一种新的投影仪光源的能够克服现有投影仪光源中存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合高亮度发光体和增强型发光体两种光源的第三种投影仪光源及运用该投影仪光源的投影系统，所述第三种投影仪光源既有超高压汞灯光效高的特点，又具有显色性强的特点。

本发明的另一目的是提供一种投影图像质量更好的投影系统。实现所述目的技术方案是：一种改善色彩再现性的投影仪光源，包括高亮度发光体和抛物线反射镜，所述高亮度发光体安装在抛物线反射镜内，所述抛物线反射镜将高亮度发光体发出的光折射成投影仪使用的平行光，所述投影仪光源还包括分布在高亮度发光体周围的若干提高光源显色性的增强型发光体，其中所述增强型发光体由若干红、绿、蓝三色LED灯组成，以混合得到白光并与所述高亮度发光体发出的光一同照射。

具体来说，所述投影仪光源四周边缘设有固定部，所述若干增强型发光体装设在一电路板上，所述电路板安装在所述固定部上。

本发明投影仪光源的散热方式之一是：所述电路板是可散热的金属基电路板。

本发明投影仪光源的另一散热方式是：所述电路板上装设有用来散热的散热片或者散热管。

所述若干红、绿、蓝三色LED灯根据它们混合成白光所需的比例组合在一起。

优选的，所述高亮度发光体采用超高压汞灯或者金属卤素灯。

本发明还涉及一种改善色彩再现性的投影系统，包括投影仪光源、光学引擎以及成像部件，所述投影仪光源包括高亮度发光体和抛物线反射镜，所述高亮度发光体安装在抛物线反射镜内，所述抛物线反射镜将高亮度发光体发出的光折射成光学引擎使用的平行光。所述投影仪光源还包括分布在高亮度发光体周围的若干提高光源显色性的增强型发光体，其中所述增强型发光体由若干红、绿、蓝三色LED灯组成，以混合得到白光并与所述高亮度发光体发出的光一同照射。

本发明的投影仪光源所运用的光学引擎采用单片式液晶板光学引擎(LCD)或者单片式数码光处理引擎(DLP)或者单片式硅基液晶引擎(LCOS)。

本发明的投影仪光源所运用的光学引擎采用三片式液晶板光学引擎(LCD)或者三片式数码光处理引擎(DLP)或者三片式硅基液晶引擎(LCOS)。

本发明采用所述技术方案，其有益的技术效果在于：1)本发明的改善色彩再现性的投影仪光源，将高亮度发光体和增强型发光体两种光源结合在一起使用，本发明的新型投影仪光源既有高亮度发光体光效高的特点，又具有增强型发光体显色性强的特点；2)本发明的改善色彩再现性的投影系统，由于采用结合高亮度发光体和增强型发光体两种光源的新型投影仪光源，为投影系统的光学引擎提供光效高显色性强的光源，大大提高了投影系统的图像质量；3)本发明的改善色彩再现性的投影仪光源和投影系统，设置有为增强型发光体散热的散热装置，所述散热装置为投影仪光源散热降温，保证所述投影仪光源和投影系统能在较长时间内正常工作；4)本发明的改善色彩再现性的投影仪光源和投影系统，运用范围广，可运用在单片式或者三片式的液晶板光学引擎(LCD)或者单片式数码光处理引擎(DLP)或者单片式硅基液晶引擎(LCOS)上，是一种实用的新型光源。

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：

图1是日光的光谱能量分布图(测试平均值)。

图2是超高压汞灯的光谱强度分布图。

附图说明

图3是红绿蓝三色发光二极管混合所得白光光谱图。

图4是传统投影仪的结构示意图。

图5是本发明改善色彩再现性的投影系统的结构示意图。

图6是本发明改善色彩再现性的投影仪光源的正视图。

图7是本发明改善色彩再现性的投影仪光源及的剖视图。

具体实施方式

请参考图5至图7，本发明涉及一种改善色彩再现性的投影仪光源及运用所述投影仪光源的投影系统，所述投影仪光源包括支架(图未示)、安装在支架上的抛物线反射镜3、高亮度发光体2以及若干增强型发光体201-203。

本实施方式中，所述高亮度发光体2采用光效高的超高压汞灯或者金属卤素灯。所述高亮度发光体2安装在抛物线反射镜3内。所述抛物线反射镜3将高亮度发光体2发出的光折射成投影仪使用的平行光。

所述支架在抛物线反射镜四周连接有一圈固定部204。所述固定部204用来固定安装所述若干增强型发光体201-203。

所述若干增强型发光体201-203由若干红色LED灯201、绿色LED灯202、蓝色LED灯203组成。所述若干红、绿、蓝三色LED灯201-203的数量和数量比例是根据它们混合成白光所需的比例确定的。所述若干红、绿、蓝三色LED灯201-203不限制类型和数量，可以大功率的，也可以是小功率的。并且所述若干红、绿、蓝三色LED灯201-203的数量和排列方式不固定，可根据需要来确定。

所述若干增强型发光体201-203连接在一电路板上，所述电路板再固定在所述固定部204上。

一般投影仪光源的功率比较大，产生的热量也较多，为了给所述高亮度发光体2和若干增强型发光体201-203降温散热，本发明在投影仪光源上设置了散热结构。

本发明投影仪光源的散热方式之一是：所述电路板是可散热的金属基电路板。

本发明投影仪光源的另一散热方式是：所述电路板上装设有用来散热的散热片210或者散热管。

本发明还涉及一种运用所述投影仪光源从而改善色彩再现性的投影系统，所述投影系统包括投影仪光源1、光学引擎以及成像部件19。

所述投影仪光源1包括高亮度发光体2和抛物线反射镜3。所述高亮度发光体2安装在抛物线反射镜3内，所述抛物线反射镜3将高亮度发光体2发出的光折射成光学引擎使用的平行光。所述投影仪光源1还包括分布在高亮度发光体2周围的若干用来提高光源1显色性的增强型发光体201-203。

所述增强型发光体201-203由若干由红、绿、蓝三色LED灯组成。

本发明的投影仪光源1可运用在单片式或者三片式的不同光学引擎上。比如液晶板光学引擎(LCD)或者数码光处理引擎(DLP)或者硅基液晶引擎(LCOS)。

为了清楚的说明本发明的光源成像过程，本实施方式中以三片式液晶板光学引擎(LCD)为例加以阐述。

请参考图2，图2所示的是本发明的三片式液晶板光学引擎(LCD)投影装置。所述光学引擎包括积分透镜4，偏光装换装置5，集光透镜6，将光分成红绿蓝三路的两个分色镜8、11，若干反射镜9、14、16，三组聚光透镜10、12、17和透过型液晶光阀7R、7G、7B。

具体来说，所述光源1的高亮度发光体2发出的光由抛物线反射镜3变成平行光后，混同所述增强型发光体201-203的三色光一同射向积分透镜4。积分透镜由鹰眼透镜4a，4b构成，投影将光源1射来的光导向液晶面板。经过积分透镜4后的光在经过偏光装换装置5、集光透镜6之后，射向分色镜8。

分色镜8让红光透过而反射蓝绿光。透过分色镜8的红光被反射镜9反射而改变光路。被反射镜9反射的红光经聚光镜10透过液晶型光阀7R，从而进行光调制。另一方面。被分色镜8反射的蓝绿光被导向分色镜11。分色镜11让蓝光透过而反射绿光。被分色镜11反射的绿光经聚光透镜12并被导向绿光用透过型液晶光阀7G。透过分色镜11后的蓝光经过中继透镜13、反射镜14、中继透镜15、反射透镜16、以及聚光透镜17而被导向蓝光用透过型液晶光阀7B。

经液晶光阀7R、7G和7B而被调制的光镜正交分色棱镜18合成成彩色影像光。该彩色影像光通过成像部件19，本实施方式中为投影透镜，放大投影到屏幕上显示出来。

本发明即利用了超高压汞灯高光效的特点，又利用的发光二极管显色性好的特点，从而使投影仪能够更好的达到用户的使用要求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种改善色彩再现性的投影仪光源，包括高亮度发光体和抛物线反射镜，所述高亮度发光体安装在抛物线反射镜内，所述抛物线反射镜将高亮度发光体发出的光折射成投影仪使用的平行光，其特征在于：还包括分布在高亮度发光体周围的若干提高光源显色性的增强型发光体，其中

所述增强型发光体由若干红、绿、蓝三色LED灯组成，以混合得到白光并与所述高亮度发光体发出的光一同照射。

2.根据权利要求1所述的改善色彩再现性的投影仪光源，其特征在于：所述投影仪光源四周边缘设有固定部，所述若干增强型发光体装设在一电路板上，所述电路板安装在所述固定部上。

3.根据权利要求2所述的改善色彩再现性的投影仪光源，其特征在于：所述电路板是可散热的金属基电路板。

4.根据权利要求2所述的改善色彩再现性的投影仪光源，其特征在于：所述电路板上装设有用来散热的散热片或者散热管。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的改善色彩再现性的投影仪光源，其特征在于：所述若干红、绿、蓝三色LED灯根据它们混合成白光所需的比例组合在一起。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的改善色彩再现性的投影仪光源，其特征在于：所述高亮度发光体采用超高压汞灯或者金属卤素灯。

7.一种改善色彩再现性的投影系统，包括投影仪光源、光学引擎以及成像部件，所述投影仪光源包括高亮度发光体和抛物线反射镜，所述高亮度发光体安装在抛物线反射镜内，所述抛物线反射镜将高亮度发光体发出的光折射成光学引擎使用的平行光，其特征在于：所述投影仪光源还包括分布在高亮度发光体周围的若干提高光源显色性的增强型发光体，其中

所述增强型发光体由若干红、绿、蓝三色LED灯组成，以混合得到白光并与所述高亮度发光体发出的光一同照射。

8.根据权利要求7所述的改善色彩再现性的投影系统，其特征在于：所述光学引擎采用单片式液晶板光学引擎(LCD)或者单片式数码光处理引擎(DLP)或者单片式硅基液晶引擎(LCOS)。

9.根据权利要求7所述的改善色彩再现性的投影系统，其特征在于：所述光学引擎采用三片式液晶板光学引擎(LCD)或者三片式数码光处理引擎(DLP)或者三片式硅基液晶引擎(LCOS)。

Images