CN100468126C - 投影系统的合光组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于投影系统的合光组件，其中该合光组件由多数棱镜所组合而成。各棱镜具有一全反射面以及至少一接合面，且各棱镜间的该接合面彼此接合以形成该合光组件。

Description

投影系统的合光组件

技术领域

本发明公开一种合光组件，特别是用于投影系统的合光组件。

背景技术

现有的光学投影系统，如投影机或背投影电视，是将单一光发出的光束投射至一光调制装置，该调制装置可将显示信号通过光学投影系统中适当的光路径安排，将显示信号的影像投射到屏幕上。该调制装置例如美国德州仪器公司(Texas Instruments Inc.)制造的数字微镜装置(digital micromirrordevice；DMD)。图1即为传统投影照明系统的示意图，其中光源12发出的光线经过反射罩24集中进入光通道14，再进入光调制装置10。光线经过光调制装置10的透镜28、棱镜26及27、以及数字微镜装置20，将影像信号输出至屏幕22。

由于现在投影机或背投影电视的高质量要求，愈来愈高的亮度为大势所趋。因此，除了采用功率愈来愈高的单一光源之外，也采用双光源来提高亮度并控制成本。

采用多光源设计的光学投影系统需使用一合光组件将多数光源的光束整合至光通道的入口端。如图2所示，该合光组件是一棱镜13，该棱镜13包括反射面13a以及13b。光学投影系统中的二光源121及121′所发出的光线分别借由该反射面13a以及13b将光束折射进入光通道14的入口端，使得通过光通道14的光束能进一步准确地投射至光调制装置(图2未表示)的有效作用区域上，以增加光输出的强度。

传统技术中，该棱镜13的反射面13a以及13b需要镀上高反射率涂层(high-reflection coating)的膜以形成反射面。然而，反射面13a以及13b所形成的夹角相当大，各反射面在形成镀膜的时候容易发生「溢镀」的现象(即镀膜会镀到非预定的表面上)，故在单一棱镜上形成均匀且一致的二反射面常因溢镀现象造成良品率不佳。

同时，为了反射二光源发出的光束，该棱镜13必须承受相当高的操作温度来运作。

因此，本发明鉴于传统技术的缺失，公开一种合光组件，可避免溢镀对全反射面所造成的影响。以下为本发明的简要说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合光组件。该合光组件是以至少二片棱镜组合而成，该二棱镜分别具有涂布高反射率涂层的一全反射面且各棱镜间是以棱镜的非全反射面彼此接合。

依据本发明的设计，各棱镜若在全反射面进行高反射率涂层镀膜时发生溢镀现象，在进行组合后，该溢镀部份不会影响光路，故可提高合光组件的制作良品率。

依据本发明的设计，各棱镜之间的组合不限于非全反射面之间的胶合，可以另一平面镜进行各棱镜的胶合。用于胶合的材料只要选用适用于该合光组件的操作温度的材料即可。

另外，各棱镜的结合亦可以夹具进行棱镜之间的结合。

借由本发明的设计，欲将来自不同光源的光进行合光时，不需通过棱镜内部的折射来改变光路径，仅需由棱镜的全反射面达成光路径方向的改变即可达成合光效果。

附图说明

图1显示传统投影系统的示意图；

图2显示传统双光源系统的合光组件示意图；

图3显示本发明的一实施例的合光组件立体图；

图4显示图3所示的合光组件的剖面图；

图5显示本发明另一实施例的合光组件立体图；

图6显示本发明又一实施例的合光组件剖面图；

图7显示本发明的合光组件的不同实施形式的上视图；以及

图8显示利用本发明的合光组件的合光系统。

主要组件符号说明

10  光调制装置

12  光源

13    棱镜

13a   反射面

13b   反射面

14    光通道

20    数字微镜装置

22    屏幕

24    反射罩

26    棱镜

27    棱镜

28    透镜

121   光源

121′ 光源

130   合光组件

130A  合光组件

130B  合光组件

130C  合光组件

131   棱镜

132   棱镜

133   平面镜

134   接合面

135   接合面

200   夹具

1311  全反射面

1322  全反射面

具体实施方式

图3为一立体图，显示本发明的一实施例的合光组件130。该合光组件130是由棱镜131以及棱镜132组合而成。在本实施例中，棱镜优选为一直角棱镜(rectangular prism)且棱镜的各个表面均经过抛光处理，以形成光滑的表面。棱镜131及棱镜132分别具有镀上高反射率涂层的全反射面1311以及全反射面1322。棱镜131进行全反射面1311的镀膜时，不需考虑其它平面因为溢镀所产生的影响。在本实施例中，棱镜131以及棱镜132是贴附至一平面镜133。该平面镜133的材料不限于玻璃，亦可选用金属或其它硅化物所形成的一平面，只要能达成棱镜131及棱镜132之间的结合即可。

续参照图4，为图3所示的合光组件130的剖面图。棱镜131及棱镜132之间形成一接合面135，且平面镜133与棱镜131及132之间形成一接合面134。该接合面134可以涂覆如UV硬化胶的胶体以进行胶合，或以焊接、熔接的方式进行结合。在接合面134以胶合、焊接或熔接进行棱镜131及棱镜132的结合时，接合面135可不进行任何结合处理。

图5为一立体图，表示本发明另一实施例的合光组件130A。该合光组件130A是由棱镜131以及棱镜132组合而成，棱镜131及棱镜132亦分别具有镀上高反射率涂层的全反射面1311以及全反射面1322。在本实施例中，棱镜131及棱镜132各有一非全反射面彼此形成一接合面135。在本实施例中，该接合面135可施用胶合、焊接或熔接的方式来进行棱镜131及棱镜132的结合。

图6为一剖面图，表示本发明又一实施例的合光组件。该合光组件130B是由棱镜131及棱镜132所组成，并以一夹具200进行棱镜131及棱镜132的结合。棱镜131及棱镜132分别具有全反射面1311及1322。在本实施例中，夹具200可为金属弹片，以不妨碍全反射面1311及1322功能的大小即可。棱镜间的接合方式不限于接合面之间的胶合、焊接、熔接，或不进行任何结合处理。

图7表示本发明的合光组件的又一实施形式的上视图。图7所示的实施例是以多片棱镜形成的三面锥体130C。各锥面为镀上高反射率涂层的全反射面，可将三光源的光反射并集中。各棱镜间的结合不限于胶合、焊接、熔接，或是以夹具进行结合(图未示)。

在本发明的所有实施例中，全反射面1311及1322所形成的夹角并不限定，只要能将不同光源的光线由全反射面集中进入光通道14之中即可。

图8即利用本发明的合光组件的示意图。在本图中，是以图3的合光组件130作为例示。光源121及121′借由合光组件130的全反射面1311及1322将光束折射进入光通道14，以增加光输出的强度。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包括于本发明中。

Claims (20)

1.一种合光组件，包括:

多个棱镜，各棱镜具有一全反射面以及至少一接合面，该全反射面涂有一高反射层；

其中各棱镜是以该至少一接合面彼此结合。

2.根据权利要求1所述的合光组件，其中该至少一接合面是以胶合、焊接或熔接方式进行棱镜间的结合。

3.根据权利要求2所述的合光组件，其中该胶合为UV硬化胶。

4.根据权利要求1所述的合光组件，其中该合光组件还包括一平面镜，该平面镜与各棱镜间是以胶合、焊接或熔接方式进行结合。

5.根据权利要求4所述的合光组件，其中该胶合为UV硬化胶。

6.根据权利要求4所述的合光组件，其中该平面镜是由金属或硅化物所构成。

7.根据权利要求6所述的合光组件，其中该硅化物为玻璃。

8.根据权利要求1所述的合光组件，其中该各棱镜为一直角棱镜或等腰三角形棱镜。

9.根据权利要求1所述的合光组件，其中该合光组件还包括一夹具，用以将该各棱镜进行结合。

10.根据权利要求9所述的合光组件，其中该夹具为一金属弹片。

11.一种投影系统，包括:

至少二光源；

一合光组件，由至少二棱镜所组成，其中各棱镜具有一全反射面以及至少一接合面，该全反射面涂有一高反射层，各棱镜是以该至少一接合面彼此结合；

一光通道；

一光调制装置，可产生影像信号；以及

一屏幕；

其中该至少二光源发出的光线经由该合光组件的反射进入该光通道，再进入该光调制装置后，可将该影像信号输出至屏幕。

12.根据权利要求11所述的投影系统，其中该至少一接合面是以胶合、焊接或熔接方式进行棱镜间的结合。

13.根据权利要求12所述的投影系统，其中该胶合为UV硬化胶。

14.根据权利要求11所述的投影系统，其中该合光组件还包括一平面镜，该平面镜与各棱镜间是以胶合、焊接或熔接方式进行结合。

15.根据权利要求14所述的投影系统，其中该胶合为UV硬化胶。

16.根据权利要求14所述的投影系统，其中该平面镜是由金属或硅化物所构成。

17.根据权利要求16所述的投影系统，其中该硅化物为玻璃。

18.根据权利要求11所述的投影系统，其中该各棱镜为一直角棱镜或等腰三角形棱镜。

19.根据权利要求11所述的投影系统，其中该合光组件还包括一夹具，用以将该各棱镜进行结合。

20.根据权利要求19所述的投影系统，其中该夹具为一金属弹片。

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