CN100578348C

CN100578348C - 投影装置

Info

Publication number: CN100578348C
Application number: CN200710127395A
Authority: CN
Inventors: 王思克; 刘劲谷
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: CN101339353A

Abstract

本发明公开了一种投影装置，包括照明系统、反射式光阀、至少一场镜以及成像系统。照明系统适于提供照明光束，反射式光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束。场镜配置于反射式光阀反射面的前方，且位于照明光束与影像光束的传递路径上。成像系统包括投影镜头以及第一反射元件，其中第一反射元件配置于影像光束的传递路径上，且位于照明光束的传递路径之外，以将影像光束反射至投影镜头。此外，投影镜头的光轴实质上垂直于反射式光阀的反射面的法向量。

Description

投影装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别是涉及一种投影装置。

背景技术

图1A与图1B绘示现有的两种投影装置的结构示意图。请先参照图1A，现有的投影装置100a包括照明系统110a、数字微镜装置(digital micro-mirrordevice，DMD)120以及成像系统130，而数字微镜装置120配置于照明系统110a与成像系统130之间。其中，照明系统110a包括光源112、光积分柱(lightintegration rod)113、多个透镜114以及两个反射镜116a、116b。光源112适于提供照明光束112a，此照明光束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将此照明光束112a反射至最靠近数字微镜装置120的透镜114。之后，照明光束112a会入射数字微镜装置120，而此数字微镜装置120会将照明光束112a转换成影像光束112a’，并使其入射成像系统130。接着，成像系统130会将影像光束112a’投影于屏幕(未绘示)上，以于屏幕上形成影像。

请参照图1B，其与图1A相似，不同处在于投影装置100b的照明系统110b包括光源112、光积分柱113、多个透镜114以及反射镜116a。光源112所提供的照明光束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会将照明光束112a转换成影像光束112a’，并使其入射成像系统130。接着，成像系统130会将影像光束112a’投影于屏幕(未绘示)上，以于屏幕上形成影像。

上述两种投影装置100a、100b在结构上是采用成像系统130的光轴(opticaxis)与数字微镜装置120的反射面122的法向量平行的设计，所以投影装置100a、100b的宽度较宽(即投影装置100a、100b沿X轴的总长较长)。此外，在投影装置100a中，因成像系统130设置于最靠近数字微镜装置120的透镜114的上方，所以会造成投影装置100a的厚度较厚(即投影装置100a沿Z轴的总长较长)。另外，在投影装置100b中，因成像系统130设置于反射镜116a上方，所以会造成投影装置100b的厚度较厚(即投影装置100b沿Z轴的总长较长)。

基于上述，在现今电子产品追求薄型化的趋势下，现有投影装置100a、100b的架构显然不符需求。

发明内容

本发明提供一种投影装置，其厚度相对于现有投影装置的厚度较薄。

本发明提出一种投影装置，其包括照明系统、反射式光阀(reflective lightvalve)、至少一场镜(field lens)以及成像系统。照明系统适于提供照明光束，反射式光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束。场镜配置于反射式光阀前方，且位于照明光束与影像光束的传递路径上。成像系统包括投影镜头以及第一反射元件，其中第一反射元件配置于影像光束的传递路径上，且位于照明光束传递路径之外，以将影像光束反射至投影镜头。此外，投影镜头的光轴实质上垂直于反射式光阀的反射面的法向量。

本发明还提出一种投影装置，其包括照明系统、反射式光阀、至少一场镜以及成像系统。照明系统适于提供照明光束，反射式光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束。场镜配置于反射式光阀的反射面前方，且位于照明光束与影像光束的传递路径上。成像系统包括投影镜头以及第一反射元件，其中第一反射元件配置于影像光束的传递路径上，以将影像光束反射至投影镜头。此外，投影镜头与照明系统位于第一反射元件相对的两侧。

在本发明的实施例中，上述第一反射元件位于照明光束传递路径之外。

在本发明的投影装置中，因使照明系统与成像系统共用一场镜，所以可有效缩小投影装置的厚度。此外，本发明将投影镜头与照明系统设置于第一反射元件相对的两侧，以使投影镜头的光轴实质上不平行或是垂直于反射式光阀的反射面的法向量，因此能缩小投影装置的宽度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A与图1B是现有的两种投影装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的一种投影装置的示意图。

图3A至图3B是本发明另两个实施例的投影装置的示意图。

图4是本发明另一实施例的投影装置的上视图。

简单符号说明

100a、100b、200、200a～200c：投影装置

110a、110b、210：照明系统

112、214：光源

112a、212：照明光束

112a’、212’：影像光束

113、216：光积分柱

114、218、243：透镜

116a、116b：反射镜

120：数字微镜装置

122、222：反射面

130、240、240a、240b：成像系统

220：反射式光阀

230：场镜

242：投影镜头

244、244a、244b：第一反射元件

250：第二反射元件

N：法向量

O：光轴

具体实施方式

下列各实施例的说明是参考附图，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图2是本发明实施例的一种投影装置的示意图。请参照图2，本实施例的投影装置200包括照明系统210、反射式光阀220、场镜230以及成像系统240。照明系统210适于提供照明光束212，而反射式光阀220配置于照明光束212的传递路径上，以将照明光束212转换成影像光束212’。场镜230配置于反射式光阀220的反射面222的前方，且位于照明光束212与影像光束212’的传递路径上。成像系统240包括投影镜头242以及第一反射元件244，其中第一反射元件244配置于影像光束212’的传递路径上，以将影像光束212’反射至投影镜头242。投影镜头242会将影像光束212’投影于屏幕(未绘示)上，以于屏幕上形成影像。此外，在本发明的实施例中，投影镜头242与照明系统210位于第一反射元件244相对的两侧。而第一反射元件244，例如不在照明光束212的传递路径上。

上述投影装置200的实施例中，照明系统210可包括例如光源214、光积分柱216以及至少一透镜218，其中光积分柱216配置于光源214与透镜218之间。光源214用以提供照明光束212，而光积分柱216用以将照明光束212均匀化。透镜218及场镜230用以将照明光束212聚焦于反射式光阀220上。此外，照明系统210还可包括色轮(未绘示)，其配置于照明光束212的传递路径上，以将照明光束212依次分成多种色光，如红光、蓝光与绿光。

承上述，反射式光阀220可为数字微镜装置(digital micro-mirror device，DMD)或单晶硅液晶面板(liquid crystal on silicon panel，LCOS panel)。另外，投影镜头242包括多个透镜243，且投影镜头242的光轴O不平行于反射式光阀220的反射面222的法向量N。在本实施例中，投影镜头242的光轴O实质上垂直于反射式光阀220的反射面222的法向量N。再者，第一反射元件244可为反射镜，而此反射镜例如是平面反射镜。

在本实施例中，由于照明系统210与成像系统240共用一个场镜230，所以能有效缩小投影装置200的厚度。此外，本实施例通过第一反射元件244将影像光束212’反射至投影镜头242的设计，可让投影镜头242的光轴O实质上垂直于反射式光阀220的反射面222的法向量N，所以能降低投影装置200的宽度(即减少投影装置200沿X轴的总长)。

本实施例并不限定场镜230的数量。基于成像品质的考虑，在本实施例的投影装置200中，场镜230的数量可为一个或多个。

图3A至图3B是本发明另两个实施例的投影装置的示意图。此两个实施例的投影装置与图2的投影装置200的架构及优点相似，以下仅针对其差异处进行说明。请先参照图3A，在投影装置200a的成像系统240a中，第一反射元件244a为曲面反射镜，而在图3B的投影装置200b的成像系统240b中，第一反射元件244b为棱镜。换言之，在本发明中，第一反射元件可为反射镜或棱镜，而反射镜可为平面反射镜或曲面反射镜。

为了进一步缩减投影装置的宽度，在本发明中可于照明系统与反射式光阀之间增设至少一第二反射元件。以下将举实施例配合附图说明。

图4是本发明另一实施例的投影装置的上视图。请参照图4，与图2的投影装置200相比，本实施例的投影装置200c还包括第二反射元件250。此第二反射元件250配置于照明光束212的传递路径上，以将照明光束212反射至反射式光阀220。在本实施例中，第二反射元件250例如放置于第一反射元件244之上。

在图4中，第二反射元件250为平面反射镜，但其也可为其他反射镜(如曲面反射镜)或棱镜。

由于投影装置200c具有第二反射元件250，可将照明光束212反射至反射式光阀220，所以照明系统210中的元件可大致上沿着Y轴的方向配置。如此，可进一步缩减投影装置200c的宽度(即沿X轴的总长)。

需注意的是，在图4中第一反射元件244是平面反射镜，但其也可为其他反射镜(如曲面反射镜)或棱镜。此外，在本实施例中，并不限定第二反射元件250的数量。亦即，制造者可根据不同的需求而于投影装置中设置多个第二反射元件250。

综上所述，本发明实施例的投影装置至少具有下列之一或部分或全部优点：

1.由于本发明使照明系统与成像系统共用一场镜，所以可有效缩小投影装置的厚度。

2.将投影镜头与照明系统设置于第一反射元件相对的两侧，且使投影镜头的光轴不平行或垂直于反射式光阀的反射面的法向量，因此能缩小投影装置的宽度。

3.因在照明系统中增设第二反射元件，以将照明光束反射至反射式光阀，所以可使照明系统的延伸方向大致上与成像系统的延伸方向相同，如此能有效缩小投影装置的宽度。

虽然本发明已以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定者为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭示的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜索之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims

1、一种投影装置，包括：

照明系统，适于提供照明光束；

反射式光阀，配置于该照明光束的传递路径上，以将该照明光束转换成影像光束；

至少一场镜，配置于该反射式光阀的反射面前方，且位于该照明光束与该影像光束的传递路径上；以及

成像系统，包括：

投影镜头；以及

第一反射元件，配置于该影像光束的传递路径上，且位于该照明光束传递路径之外，以将该影像光束反射至该投影镜头，其中该投影镜头的光轴垂直于该反射式光阀的该反射面的法向量。

2、如权利要求1所述的投影装置，其中该第一反射元件为反射镜。

3、如权利要求2所述的投影装置，其中该反射镜为平面反射镜或曲面反射镜。

4、如权利要求1所述的投影装置，其中该第一反射元件为棱镜。

5、如权利要求1所述的投影装置，还包括至少一第二反射元件，配置于该照明光束的传递路径上，以将该照明光束反射至该反射式光阀。

6、如权利要求5所述的投影装置，其中该第二反射元件为反射镜。

7、如权利要求6所述的投影装置，其中该反射镜为平面反射镜或曲面反射镜。

8、如权利要求5所述的投影装置，其中该第二反射元件为棱镜。

9、一种投影装置，包括：

照明系统，适于提供照明光束；

成像系统，包括：

投影镜头；以及

第一反射元件，配置于该影像光束的传递路径上，以将该影像光束反射至该投影镜头，其中该投影镜头与该照明系统位于该第一反射元件相对的两侧。

10、如权利要求9所述的投影装置，其中该第一反射元件位于该照明光束传递路径之外。

11、如权利要求9所述的投影装置，还包括至少一第二反射元件，配置于该照明光束的传递路径上，以将该照明光束反射至该反射式光阀。

12、如权利要求9所述的投影装置，其中该投影镜头的光轴垂直于该反射式光阀的该反射面的法向量。