CN100403092C

CN100403092C - 光学投影装置

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Publication number: CN100403092C
Application number: CNB2005100726211A
Authority: CN
Inventors: 刘劲谷; 王思克
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2025-05-16
Also published as: CN1866076A

Abstract

一种光学投影装置，其包括一照明系统、一反射式光阀、一成像系统、一反射元件以及一透镜。其中，照明系统提供一光束，而反射式光阀系配置于光束的传递路径上。此反射式光阀将光束转换成一影像。此外，成像系统配置于影像的传递路径上，而反射元件配置于反射式光阀与成像系统之间以及反射式光阀与照明系统之间，且位于光束及影像的传递路径上。此反射元件将光束反射至反射式光阀上，并将由反射式光阀所产生的影像反射至成像系统中。透镜则配置于反射式光阀与第一反射元件之间。本发明的光学投影装置体积较小且厚度较薄。

Description

光学投影装置

【技术领域】

本发明是有关于一种光学投影装置，且特别是有关于一种体积较小且厚度较薄的光学投影装置。

【背景技术】

图1A与图1B绘示习知两种光学投影装置的结构示意图。请先参照图1A，习知光学投影装置100a包括一照明系统110a、一数字微镜装置(digitalmicro-mirror device，DMD)120以及一成像系统130，而数字微镜装置120系配置于照明系统110与成像系统130之间。其中，照明系统110a包括一光源112、一光积分柱(light integration rod)113、多个透镜114、以及两个反射镜116a、116b。光源112适于提供一光束112a，此光束112a经过光积分柱113与透镜114后，会经由反射镜116a反射至反射镜116b，再经由反射镜116b将此光束112a反射至邻近数字微镜装置120的透镜114。的后，光束112a会入射数字微镜装置120，而此数字微镜装置120会将光束112a转换成影像112a’，并使其入射成像系统130。接着，成像系统130会将影像112a’投影于萤幕(未绘示)上。

请参照图1B，其与图1A相似，不同处在于光学投影装置100b的照明系统110b包括一光源112、一光积分柱113、多个透镜114以及一反射镜116a。光源112所提供的光束112a经过光积分柱113与透镜114后，会经由反射镜116a反射至数字微镜装置120，而此数字微镜装置120会将光束112a转换成影像112a’，并使其入射成像系统130。接着，成像系统130会将影像112a’投影于萤幕(未绘示)上。

上述两种光学投影装置100a、100b在结构上是采用成像系统130的光轴与数字微镜装置120的光轴平行的设计，使得成像系统130与照明系统110a/110b之间存有很大的未利用空间50。如此，造成习知光学投影装置100a、100的整体体积较大、厚度也较厚。在现今电子产品追求轻薄短小的趋势下，习知的设计显然不符需求。

【发明内容】

因此，本发明的目的就是在提供一种光学投影装置，其体积较小且厚度较薄。

基于上述与其他目的，本发明提出一种光学投影装置，其特征在于：包括：一照明系统，其提供一光束；一反射式光阀，配置于该光束的传递路径上，该反射式光阀将该光束转换成一影像；一成像系统，配置于该影像的传递路径上；以及一第一反射元件，配置于该反射式光阀与该成像系统之间以及该反射式光阀与该照明系统之间，且位于该光束及该影像的传递路径上，该第一反射元件将该光束反射至该反射式光阀上，并将由该反射式光阀所产生的该影像反射至该成像系统中；以及一透镜，配置于反射式光阀与第一反射元件之间。

上述的第一反射元件例如是一平面镜。

上述的第一反射元件例如可以是一棱镜，其具有一反射层。此棱镜的反射层适于将光束反射至反射式光阀上，并将由反射式光阀所产生的影像反射至成像系统中。

上述的照明系统例如包括一光源与多个第一光学元件。其中，光源适于提供光束，而第一光学元件系配置于光束的传递路径上。此外，第一光学元件例如是透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合。

上述的照明系统例如更包括一光积分柱，其系配置于光源与第一光学元件之间。

上述的照明系统例如更包括一第二反射元件，其系配置于第一光学元件与第一反射元件之间，以将光束反射至第一反射元件上。其中，第二反射元件例如是一面镜。

上述的光源例如是汞灯、发光二极体、金属卤化物灯、卤素灯或高强度放电灯(high intensity discharge lamp，HID lamp)。

上述的成像系统例如是一投影镜头。此投影镜头例如包括多个第二光学元件。其中，这些第二光学元件例如是透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合。此外，投影镜头例如更包括一第三反射元件，其系配置于第二光学元件之间。另外，第三反射元件例如是一面镜。

上述的反射式光阀例如是数字微镜装置或反射式单晶硅液晶面板。

本发明采用一第一反射元件配置于反射式光阀与成像系统之间以及反射式光阀与照明系统之间，以将光束反射至反射式光阀上，并将由反射式光阀所产生的影像反射至成像系统中。如此，可改变成像系统配置的位置，使成像系统紧邻照明系统，所以本发明的光学投影装置的整体体积可以做得更小且更薄。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

【附图说明】

图1A与图1B绘示习知两种光学投影装置的结构示意图。

图2A绘示依照本发明一较佳实施例所述的光学投影装置的结构示意图。

图2B绘示依照本发明另一较佳实施例所述的光学投影装置的结构示意图。

图3绘示本发明另一实施例所述的光学投影装置的结构示意图。

图4绘示本发明又一实施例所述的光学投影装置的结构示意图。

【具体实施方式】

图2A与图2B分别绘示依照本发明一较佳实施例所述的光学投影装置的结构示意图。请参照图2A与图2B，本实施例的光学投影装置200a/200b包括一照明系统210、一反射式光阀220、一成像系统230以及一第一反射元件240。其中，照明系统210适于提供一光束212a，而反射式光阀220系配置于光束212a的传递路径上。此反射式光阀220适于将光束212a转换成影像212a’。此外，成像系统230系配置于影像212a’的传递路径上，而第一反射元件240系配置于反射式光阀220与成像系统230之间以及反射式光阀220与照明系统210之间，且位于光束212a及影像212a’的传递路径上。此第一反射元件240适于将光束212a反射至反射式光阀220上，并将由反射式光阀220所产生的影像212a’反射至成像系统230中。

上述的光学投影装置200a/200b中，照明系统210例如包括一光源212与多个第一光学元件214，其中光源212系用以提供光束212a。此处的光源212可为汞灯、发光二极体、金属卤化物灯、卤素灯、高强度放电灯或其他适用的光源，而在一实施例中汞灯例如是超高压汞灯。此外，第一光学元件214例如是透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合，其系配置于光束212a的传递路径上。另外，在一实施例中，照明系统210例如更包括一光积分柱216，其系配置于光源212与第一光学元件214之间，以使光源212所提供的光束212a’均匀化。

承上述，光束212a在通过第一光学元件214后，会经由第一反射元件240反射至反射式光阀220上。其中，第一反射元件240例如是一面镜，而此面镜可为平面镜(如图2A所示)、曲面镜(如图2B所示)或非球面镜。此外，第一反射元件240可具有放大率或不具放大率。另外，反射式光阀220可为数字微镜装置、反射式单晶硅液晶面板或其他反射式成像元件，其系用以将光束212a转换成影像212a’，并将影像212a’反射。

的后，由反射式光阀220所产生的影像212a’会被反射至第一反射元件240上，而此第一反射元件240会再将影像212a’反射至成像系统230中，并藉由成像系统230将影像212a’投影于萤幕(未绘示)上。在此，成像系统230例如是一投影镜头，其包括多个第二光学元件232，而这些第二光学元件232例如是透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合。

在光学投影装置200a中，可于反射式光阀220与第一反射元件240之间配置一透镜250，其系用以将光束212a收敛，以提高成像品质。

本实施例的第一反射元件240除了可将照明系统210所提供的光束212a反射至反射式光阀220外，还可将由反射式光阀220所产生的影像212a’反射至成像系统230中。换言的，在本实施例中可藉由调整第一反射元件240摆放的角度，弯折影像212a’的传递路径，进而改变成像系统230配置的位置，使成像系统230紧邻照明系统220。相较于习知光学投影装置100a、100b(如图1A与图1B所示)，本实施例因成像系统230的配置位置，使其紧邻照明系统220，所以可使光学投影装置200a的整体体积缩小，且厚度变薄，以符合现今电子产品追求轻薄短小的趋势。

此外，本实施例系采用第一反射元件240同时反射光束212a与影像212a’的设计，不仅可减少反射元件数量，以节省元件成本，还可使光学投影装置200a的体积进一步缩小。

值得注意的是，本实施例的第一反射元件除了如图2A及图2B中所绘示的面镜外，还可以是一棱镜(未绘示)，其具有一反射层，而此反射层系用以将光束212a反射至反射式光阀220上，并将由反射式光阀220所产生的影像212a’反射至成像系统230中。

图3绘示本发明另一实施例所述的光学投影装置的结构示意图。请参照图3，其与图2A相似，以下仅针对不同处进行说明。本实施例的光学投影装置200c中，照明系统210例如更包括一第二反射元件218，其系配置于第一光学元件214与第一反射元件240之间。此第二反射元件214例如是面镜，其系用以将光束212a反射至第一反射元件240上。

图4绘示本发明又一实施例所述的光学投影装置的结构示意图。请参照图4，其与图2A的最大不同处在于图4的光学投影装置200d中，成像系统230例如更包括一第三反射元件234，而此第三反射元件234系配置于该些第二光学元件232之间。在本实施例中，第三反射元件例如是面镜，其系用以改变影像212a’的传递路径，使得成像系统230内具有一折弯处。如此一来，可缩短成像系统230的长度，进而缩短光学投影装置200d的长度。

综上所述，本发明的光学投影装置至少具有下列优点：

1.由于第一反射元件可改变影像的传递路径，使成像系统配置的位置紧邻照明系统，所以本发明的光学投影装置的整体体积可以做得更小且更薄。

2.采用第一反射元件同时反射光束与影像的设计，不仅可减少反射元件数量，以节省元件成本，还可使光学投影装置的体积进一步缩小。

3.在成像系统中配置一第三反射元件于第二光学元件之间，可改变影像的传递路径，以缩短成像系统的长度，进而缩短光学投影装置的长度。

Claims

1.一种光学投影装置，其特征在于：包括：

一照明系统，其提供一光束；

一反射式光阀，配置于该光束的传递路径上，该反射式光阀将该光束转换成一影像；

一成像系统，配置于该影像的传递路径上；

一第一反射元件，配置于该反射式光阀与该成像系统之间以及该反射式光阀与该照明系统之间，且位于该光束及该影像的传递路径上，该第一反射元件将该光束反射至该反射式光阀上，并将由该反射式光阀所产生的该影像反射至该成像系统中；以及

一透镜，配置于该反射式光阀与该第一反射元件之间。

2.如权利要求1所述的光学投影装置，其特征在于：该第一反射元件包括一平面镜。

3.如权利要求1所述的光学投影装置，其特征在于：该第一反射元件包括一棱镜，该棱镜具有一反射层，该棱镜的该反射层将该光束反射至该反射式光阀上，并将由该反射式光阀所产生的该影像反射至该成像系统中。

4.如权利要求1所述的光学投影装置，其特征在于：该照明系统包括：

一光源，其提供该光束；以及

多个第一光学元件，配置于该光束的传递路径上。

5.如权利要求4所述的光学投影装置，其特征在于：该第一光学元件包括透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合。

6.如权利要求4所述的光学投影装置，其特征在于：该照明系统更包括一光积分柱，配置于该光源与该第一光学元件之间。

7.如权利要求4所述的光学投影装置，其特征在于：该光源包括汞灯、发光二极体、金属卤化物灯、卤素灯或高强度放电灯。

8.如权利要求4所述的光学投影装置，其特征在于：该照明系统更包括一第二反射元件，配置于该些第一光学元件与该第一反射元件之间，以将该光束反射至该第一反射元件上。

9.如权利要求8所述的光学投影装置，其特征在于：该第二反射元件包括一面镜。

10.如权利要求1所述的光学投影装置，其特征在于：该成像系统包括一投影镜头。

11.如权利要求10所述的光学投影装置，其特征在于：该投影镜头包括多个第二光学元件。

12.如权利要求11所述的光学投影装置，其特征在于：该第二光学元件包括透镜、平面镜、曲面镜、非球面镜、棱镜或上述的组合。

13.如权利要求11所述的光学投影装置，其特征在于：该投影镜头更包括一第三反射元件，配置于该第二光学元件之间。

14.如权利要求13所述的光学投影装置，其特征在于：该第三反射元件包括一面镜。

15.如权利要求1所述的光学投影装置，其特征在于：该反射式光阀包括数字微镜装置或反射式单晶硅液晶面板。