[發(fā)明專(zhuān)利]投影裝置及其集光柱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210081866.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103365046A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭權(quán)得;繆征達(dá)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中強(qiáng)光電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G03B21/00
• 分類(lèi)號(hào): G03B21/00;G03B21/14;G03B21/20;F21V8/00
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種顯示裝置，且特別涉及一種投影裝置及其集光柱。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，投影裝置不僅性能獲得提升，且整體體積也大幅縮減，加上售價(jià)不若以往昂貴，因此投影裝置已愈來(lái)愈普及，而有關(guān)于投影裝置的專(zhuān)利也愈來(lái)愈多。例如，美國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)6371617、7090357、臺(tái)灣專(zhuān)利公告號(hào)I300834等專(zhuān)利都揭露了投影裝置的架構(gòu)。

圖1是已知一種投影裝置的示意圖，而圖2是圖1中的一種已知集光柱120(light?integration?rod)的立體示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1與圖2，已知投影裝置100包括光源110、集光柱120、全內(nèi)反射棱鏡(total?internal?reflection?prism，TIRprism)130、數(shù)字微鏡元件(digital?micro-mirror?device，DMD)140以及投影鏡頭150。光源110用以提供照明光束(illumination?beam)112，集光柱120用以收集照明光束112并將照明光束112輸出至全內(nèi)反射棱鏡130。集光柱120的入光面121與出光面122分別呈矩形，其中出光面122的面積大于入光面121的面積，且入光面121的長(zhǎng)邊123平行于出光面122的長(zhǎng)邊124，入光面121的短邊125平行于出光面122的短邊126。

全內(nèi)反射棱鏡130具有全反射面132，而照明光束112會(huì)由全反射面132反射至數(shù)字微鏡元件140。數(shù)字微鏡元件140會(huì)將照明光束112轉(zhuǎn)換成影像光束113，且因影像光束113入射全反射面132的角度小于臨界角(critical?angle)，所以影像光束113會(huì)通過(guò)全反射面132而傳播至投影鏡頭150。投影鏡頭150則用以將影像光束113投影至屏幕(圖未示)上，以于屏幕上形成影像。

數(shù)字微鏡元件140具有主動(dòng)區(qū)142以及覆蓋主動(dòng)區(qū)142的保護(hù)片144，其中主動(dòng)區(qū)142包括多個(gè)微鏡(圖未示)。每一微鏡可在正負(fù)12度角之間轉(zhuǎn)動(dòng)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)至正12度角的微鏡處于開(kāi)狀態(tài)(on-state)，其可將光線(xiàn)反射至投影鏡頭150內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)至負(fù)12度角的微鏡處于關(guān)狀態(tài)(off-state)，被處于關(guān)狀態(tài)的微鏡所反射的光線(xiàn)將不會(huì)進(jìn)入投影鏡頭150。換言之，被處于開(kāi)狀態(tài)的微鏡反射至投影鏡頭150內(nèi)的光線(xiàn)即為上述的影像光束113。此外，除了主動(dòng)區(qū)142的微鏡會(huì)反射光線(xiàn)之外，有少部分的光線(xiàn)會(huì)被保護(hù)片144反射。

圖3是圖1的投影鏡頭的光圈處的光斑(light?spot)模擬示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1與圖3，影像光束113的光斑形狀會(huì)類(lèi)似于圓形，但由于影像光束113入射全內(nèi)反射棱鏡130的全反射面132時(shí)，部分光線(xiàn)的入射角過(guò)大而無(wú)法通過(guò)全反射面132，導(dǎo)致光損失。因此，在投影鏡頭的光圈處的光斑S1右側(cè)會(huì)有全內(nèi)反射棱鏡130所造成的光損失區(qū)域。

此外，影像光束113被保護(hù)片144反射而造成的光斑(以虛線(xiàn)S2示意)與光斑S1有部分重疊，而光斑S2的與光斑S1重疊的部分會(huì)進(jìn)入投影鏡頭150內(nèi)形成雜散光。為了消除雜散光，需另以遮罩(mask)來(lái)遮擋光斑S2與光斑S1重疊的區(qū)域，如圖4所示，其為投影鏡頭150內(nèi)設(shè)置遮罩后光圈處的光斑模擬示意圖。由圖4可知，雖然遮罩能消除雜散光，但其會(huì)導(dǎo)致光斑S1的左側(cè)也有光損失區(qū)域。因此，已知投影裝置100的光利用效率較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種投影裝置，以提升光利用效率。

本發(fā)明另提供一種集光柱，以提升投影裝置的光利用效率。

本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。

為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種投影裝置，包括光源、集光柱、光閥(light?valve)以及投影鏡頭。光源用以提供照明光束，集光柱具有相對(duì)的入光端與出光端，照明光束經(jīng)由入光端進(jìn)入集光柱并由出光端離開(kāi)集光柱。入光端與出光端分別形成矩形，入光端具有一第一長(zhǎng)邊與一第一短邊，出光端具有一第二長(zhǎng)邊與一第二短邊，其中第一長(zhǎng)邊平行于第二短邊，第一短邊平行于第二長(zhǎng)邊。光閥用以將投射于其上的照明光束轉(zhuǎn)換成影像光束，而投影鏡頭配置于影像光束的傳播路徑上。

為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明另一實(shí)施例提出一種集光柱，其具有相對(duì)的入光端與出光端。入光端與出光端分別形成矩形，入光端具有兩個(gè)第一長(zhǎng)邊與兩個(gè)第一短邊，出光端具有兩個(gè)第二長(zhǎng)邊與兩個(gè)第二短邊。第一長(zhǎng)邊平行于第二短邊，第一短邊平行于這些第二長(zhǎng)邊。