CN101075079A

CN101075079A - 采用激光光源的投影装置

Info

Publication number: CN101075079A
Application number: CN 200610082611
Authority: CN
Inventors: 廖登镇
Original assignee: JUHAO INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: JUHAO INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-21

Abstract

一种采用激光光源的投影装置，包括有一激光光源、一准直透镜、一偏转反光镜及一结合于该偏转反光镜的偏转控制装置；该激光光源可产生一激光束，且该激光束经由该准直透镜而形成一准直激光束，并投射向该偏转反光镜；该偏转反光镜可通过该偏转控制装置的控制而使该准直激光束以上下来回扫瞄的方式反射至一液晶显示面板或一数字微型反射镜元件，再使产生的影像投射至一投影显示屏，以显示该投影装置投射出的影像。本发明可解决传统投影装置采用卤素灯来作为投影光源而造成的投影装置温度过高、损坏率高、寿命短等缺点，具有高亮度、高方向性、单色性等种种优点；同时，可快速而有效地调整投影装置投射在投影显示屏上的投影区域尺寸规格。

Description

采用激光光源的投影装置

技术领域

本发明关于一种投影装置的发光源，特别是关于一种采用激光光源的投影装置。

背景技术

遍查目前的投影装置，广泛运用于各种商业广告、商务简报、学术研讨会、演讲、家庭电影院、工商技术发表、产品制造生产与包装技术推广场合中。回顾现有的传统投影装置，大部分是采用光学反射原理加以制作，并且配合透明稿件(投影片)或是幻灯片等光感性元件，而将该透明稿件或是光感性元件上的文字及图像，经由该投影装置的光学镜头投射出。

但由于数字技术的进步，使得数字式投影装置以及功能更强大的投影装置广泛地取代了传统纯光学式的投影装置。通过该投影装置将相关的文字及图像投射在投影显示屏上作为影像呈现的辅助设备。而目前数字式投影装置大都是使用卤素灯或冷光源聚光灯来作为投影装置的投影光源。

请参阅图1所示，为现有投影装置的投影光源产生扩散光线的光程路线示意图。如图所示，该投影装置100包含有一卤素灯11、一透镜12及一液晶显示面板13。当使用者欲使用该投影装置100时，该卤素灯11会产生一扩散光线L1，而该扩散光线可穿透该透镜12并投射向该液晶显示面板13，因此，该投影装置100可产生特定的影像，并将影像投射于一投影显示屏14上，以供使用者观看之用。

统观目前业界所使用的各种投影装置，皆须借助特定的投影光源方能正常运作，这些投影光源多半是以卤素灯光源与冷光源聚光灯为主。就卤素灯而言，当其被用来当作投影装置的投影光源时，虽然具有较高的发光功率，且相对于其它功率相近的投影光源，其成本较为低廉，但是，在使用卤素灯时，卤素灯会产生极大量的热能并使投影装置温度过高，甚至可能引燃周边的易燃物质，实在是非常地危险。因此，不少制造业者必须在冷却装置的制造上多所着墨，以降低卤素灯的周边温度以解决此一问题。但是，在解决此一问题的同时，却又衍生出必须增加该投影装置使用空间的新问题。

再者，在以卤素灯为投影光源的投影装置中，投影光源所投射的光线是圆形发散的光线。当使用者必须调整投影区域的规格时，必须通过适当的影像转换介面或光线遮罩元件的调整，才可转换成另一规格的投影区域，而造成使用者在使用上十分不便。

此外，相较于其它的投影光源，卤素灯通常皆具有耗电量较高与损坏率偏高等种种的缺点，因此，投影装置的使用寿命会因此大幅缩短，影响到实际运用层面的经济价值。

发明内容

本发明的主要目的即是提供一种采用激光光源的投影装置，其利用激光来作为投影装置的投影光源，并通过一偏转反光镜将激光光源产生的激光束反射至液晶显示面板，以产生影像并投射出，从而能解决以往传统投影装置大都是采用卤素灯来作为投影光源，因而造成投影装置的温度过高、损坏率高、寿命短等缺点，且具有高亮度、高方向性、单色性等优点。

本发明的另一目的在于提供一种采用激光光源的投影装置，其利用激光来作为投影装置的投影光源，利用激光束的收敛与扩散的特性，可快速而有效地调整该投影装置所投影区域的规格。

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段是提供一种采用激光光源的投影装置，包含有一激光光源、一准直透镜、一偏转反光镜、一结合于该偏转反光镜的偏转控制装置及一液晶显示面板；当该投影装置开启时，该激光光源即产生一道激光束，并投射向该准直透镜，该准直透镜可将该激光光源产生的激光束形成一准直激光束；该准直透镜投射出的准直激光束投射向该偏转反光镜，该偏转反光镜可通过该偏转控制装置的控制，使该偏转反光镜以一基准轴为中心而依一预定的偏向角度范围内偏转，并将该准直激光束以上下来回扫描的方式反射向该液晶显示面板，而该激光束经由液晶显示面板的滤光镜滤光后，可产生一特定的影像，并将该影像投射于一投影显示屏上，并利用视觉暂留的特性使观视者可观视到该投影装置所投射出的影像。

在本发明的实施例中，更可通过复数个激光光源产生复数道激光束，并分别投射向复数个准直透镜，以将该激光光源所产生的激光束形成复数道准直激光束后，通过复数个反射镜将该准直激光束形成一道合成激光束，并通过偏转反光镜将该合成激光束反射向液晶显示面板。具体方案是，一种采用激光光源的投影装置，包括有：

复数个激光光源，用以产生一道激光束，并向一预设投射方向投射出，其中该投射出的激光束具有一纵轴方向的准直光投射范围及一横轴方向的扩散光投射范围；

复数个准直透镜，分别配置在该激光光源所产生的激光束的预设投射方向处，用以将该激光源所产生的激光束形成一准直激光束，并向一预设投射方向投射出；

复数个反射镜，分别配置在该准直透镜所形成的准直激光束的预设投射方向处，用以将该准直激光束予以反射，而形成一道合成激光束，并向一预设投射方向投射出；

一偏转反光镜，配置在该合成激光束的预设投射方向处，用以将该合成激光束予以反射；

一偏转控制装置，结合于该偏转反光镜，用以控制该偏转反光镜的偏转，使该偏转反光镜以一基准轴为中心而依一预定偏向角度范围内偏转；

一液晶显示面板，配置在该偏转反光镜的邻近位置，并位在该偏转反光镜所反射的合成激光束的预定偏向角度范围内。

另外，本发明更可将该偏转反光镜所反射的激光束反射向一数字微型反射镜元件，以产生一特定的影像，并将该影像反射于投影显示屏上。具体方案是，一种采用激光光源的投影装置，包括有：

一激光光源，用以产生一激光束，并向一预设投射方向投射出，其中该投射出的激光束具有一纵轴方向的准直光投射范围及一横轴方向的扩散光投射范围；

一准直透镜，配置在该激光光源所产生的激光束的预设投射方向处，用以将该激光光源所产生的激光束形成一准直激光束，并向一预设投射方向投射出；

一偏转反光镜，配置在该准直透镜所投射出的准直激光束的预设投射方向处，用以将该准直激光束予以反射；

一数字微型反射镜元件，配置在该偏转反光镜的邻近位置，并位在该偏转反光镜所反射的准直激光束的预定偏向角度范围内。

本发明与现有技术相比较，效果是显著的：相较于现有技术，本发明利用激光光源来作为一投影装置的投影光源，此方法不仅可解决以往传统投影装置大都是采用卤素灯来作为投影光源，因而造成投影装置的温度过高、损坏率高、寿命短等缺点，其也具有高亮度、高方向性、单色性等种种优点。同时，利用本发明所提供的技术手段，可快速而有效地调整投影装置投射在投影显示屏上的投影区域尺寸规格，使本发明具有极高的商业附加价值。

附图说明

图1为现有投影装置的投影光源产生扩散光线的光程路线示意图。

图2为本发明采用激光光源的投影装置第一实施例中激光光源产生的激光束的光程路线侧视图。

图3为本发明采用激光光源的投影装置第一实施例中激光光源产生的激光束的光程路线俯视图。

图4为本发明第一实施例激光光源产生的激光束的准直光投射范围与扩散光投射范围示意图。

图5为本发明第一实施例偏转反先镜的预定偏向角度范围示意图。

图6为本发明第二实施例中激光光源产生的激光束的光程路线侧视图。

图7为本发明第三实施例中激光光源产生的激光束的光程路线侧视图。

主要元件符号说明

100 投影装置

11 卤素灯

12 透镜

13 液晶显示面板

14 投影显示屏

L1 扩散光线

200、200a、200b 采用激光光源的投影装置

2、2a、2b、2c、2d 激光光源

3、3a、3b、3c、3d 准直透镜

4、4a、4b 偏转反光镜

41、41a、41b 偏转控制装置

42、42a、42b 基准轴

5、5a、5b 液晶显示面板

6、6a、6b 投影显示屏

7a、7b、7c 反射镜

8 数字微型反射镜元件

L2、L3a、L3b、L3c、L4 激光束

L2’、L3a’、L3b’、L3c’、L4’准直激光束

L3 合成激光束

θ、θ’、θ” 预定偏向角度范围

A 准直光投射范围

B 扩散光投射范围

具体实施方式

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及图式作进一步说明。

请同时参阅图2至图5所示，本发明的投影装置200包括有一激光光源2、一准直透镜3、一偏转反光镜4、一结合于该偏转反光镜的偏转控制装置41及一液晶显示面板5。当该投影装置200开启时，该激光光源2可产生一道激光束L2，并向一预设投射方向投射出，且该激光束L2具有一纵轴方向的准直光投射范围A及一横轴方向的扩散光投射范围B。其中，该激光束L2的纵轴方向的准直光投射范围A可为7度至8度，而该激光束L2的横轴方向的扩散光投射范围B可为36度。

该激光束L2的纵轴方向的准直光投射范围A与横轴方向的扩散光投射范围B的角度也可依据该投影装置200的需求而加以调整。且该激光光源2可为白色的激光光源，其也可依据该投影装置200的应用领域而改变其它发光的颜色。

该准直透镜3配置在该激光光源2产生的激光束L2的预设投射方向处，用以将该激光束L2形成一准直激光束L2’并投射向该偏转反光镜4。

该偏转反光镜4通过该偏转控制装置41的控制，使该偏转反光镜4以一基准轴42为中心，而依一预定偏向角度范围θ内偏转。该液晶显示面板5配置在该偏转反光镜4的邻近位置处，并位在该偏转反光镜4所反射的准直激光束L2’的预定偏向角度范围θ内。且该激光光源2投射出的激光束L2的准直光投射范围A可涵盖该液晶显示面板5的纵向宽度，而该激光光源2投射出的激光束L2的扩散光投射范围B可涵盖该液晶显示面板5的横向宽度。

当该准直透镜3投射出的准直激光束L2’投射向该偏转反光镜4时，该准直激光束L2’通过该偏转反光镜4依该预定偏向角度范围θ内偏转而以上下来回扫描的方式反射向该液晶显示面板5，并经由该液晶显示面板5的滤光镜滤光后，使该液晶显示面板5产生一特定的影像，以使该影像可投射至一投影显示屏6，并利用视觉暂留的特性使观视者可观视到该投影装置200所投射出的影像。

参阅图6所示，为本发明第二实施例中激光光源产生的激光束的光程路线侧视图。如图所示，该投影装置200a包括有三个激光光源2a、2b、2c，三个准直透镜3a、3b、3c，三个反射镜7a、7b、7c，一偏转反光镜4a，一结合于该偏转反光镜的偏转控制装置41a及一液晶显示面板5a。

该激光光源2a、2b、2c可分别产生一道激光束L3a、L3b、L3c，并向一预设投射方向投射出，且该激光束L3a、L3b、L3c也具有与该激光光源2产生的激光束L2相同的纵轴方向的准直光投射范围A及横轴方向的扩散光投射范围B。其中，该激光束L3a、L3b、L3c的纵轴方向的准直光投射范围A可为7度至8度，而该激光束L3a、L3b、L3c的横轴方向的扩散光投射范围B可为36度。

该激光束L3a、L3b、L3c的纵轴方向的准直光投射范围A与横轴方向的扩散光投射范围B的角度可依据该投影装置200a的需求而加以调整。且该激光光源2a可为红色的激光光源，该激光光源2b可为绿色的激光光源，该激光光源2c可为蓝色的激光光源。而该激光光源2a、2b、2c产生的激光束L3a、L3b、L3c也可依据该投影装置200a的应用领域而改变其它发光的颜色。

该准直透镜3a、3b、3c分别配置在该激光光源2a、2b、2c产生的激光束L3a、L3b、L3c的预设投射方向处，用以将该激光束L3a、L3b、L3c分别形成为一准直激光束L3a’、L3b’、L3c’，并个别投射向该反射镜7a、7b、7c。

该反射镜7a为一全反射的反射镜，并可对该准直透镜3a投射出的红色准直激光束L3a’以全反射的方式反射出。该反光镜7b为半反射的反射镜，并可对该准直透镜3b投射出的绿色准直激光束L3b’以半反射的方式反射出，且该经全反射后的红色准直激光束L3a’可通过该反光镜7b后与该半反射后的绿色准直激光束L3b’反射出。

该反光镜7c为半反射的反射镜，并可对该准直透镜3c投射出的蓝色准直激光束L3c’以半反射的方式反射出，且该经全反射后的红色准直激光束L3a’及该经半反射后的绿色准直激光束L3b’可通过该反光镜7c后与该半反射后的蓝色准直激光束L3b’反射出，以结合形成为一白色的合成激光束L3，并投射向该偏转反光镜4a。

该偏转反光镜4a通过该偏转控制装置41a的控制，使该偏转反光镜4a以一基准轴42a为中心，而依一预定偏向角度范围θ’内偏转。该液晶显示面板5a配置在该偏转反光镜4a的邻近位置处，并位在该偏转反光镜4a所反射的准直激光束L3的预定偏向角度范围θ’内。且该激光光源2a、2b、2c投射出的激光束L3a、L3b、L3c的准直光投射范围A可涵盖该液晶显示面板5a的纵向宽度，而该激光光源2a、2b、2c投射出的激光束L3a、L3b、L3c的扩散光投射范围B可涵盖该液晶显示面板5a的横向宽度。

当该反射镜7a、7b、7c形成出的白色合成准直激光束L3投射向该偏转反光镜4a时，该合成准直激光束L3通过该偏转反光镜4a依该预定偏向角度范围θ’内偏转而以上下来回扫描的方式反射向该液晶显示面板5a，并经由该液晶显示面板5a的滤光镜滤光后，使该液晶显示面板5a产生一特定的影像，以使该影像可投射至一投影显示屏6a，并利用视觉暂留的特性使观视者可观视到该投影装置200a所投射出的影像。

参阅图7所示，为本发明第三实施例中激光光源产生的激光束的光程路线侧视图。如图所示，该投影装置200b包括有一激光光源2d、一准直透镜3d、一偏转反光镜4b、一结合于该偏转反光镜的偏转控制装置41b及一数字微型反射镜元件8。

当该投影装置200b开启时，该激光光源2d可产生一道激光束L4，并向一预设投射方向投射出，且该激光束L4也具有与该激光光源2产生的激光束L2相同的纵轴方向的准直光投射范围A及横轴方向的扩散光投射范围B。其中，该激光束L4的纵轴方向的准直光投射范围A可为7度至8度，而该激光束L4的横轴方向的扩散光投射范围B可为36度。

该激光束L4的纵轴方向的准直光投射范围A与横轴方向的扩散光投射范围B的角度也可依据该投影装置200b的需求而加以调整。且该激光光源2d可为白色的激光光源，其也可依据该投影装置200b的应用领域而改变其它发光的颜色。

该准直透镜3d配置在该激光光源2d产生的激光束L4的预设投射方向处，用以将该激光束L4形成一准直激光束L4’并投射向该偏转反光镜4b。

该偏转反光镜4b通过该偏转控制装置41b的控制，使该偏转反光镜4b以一基准轴42b为中心，而依一预定偏向角度范围θ”内偏转。该数字微型反射镜元件8配置在该偏转反光镜4b的邻近位置处，并位在该偏转反光镜4b所反射的准直激光束L4’的预定偏向角度范围θ”内。且该激光光源2d投射出的激光束L4的准直光投射范围A可涵盖该数字微型反射镜元件8的纵向宽度，而该激光光源2d投射出的激光束L4的扩散光投射范围B可涵盖该数字微型反射镜元件8的横向宽度。

当该准直透镜3d形成的准直激光束L4’投射向该偏转反光镜4时，该准直激光束L4’通过该偏转反光镜4b依该预定偏向角度范围θ”内偏转而以上下来回扫描的方式反射向该数字微型反射镜元件8，并通过该数字微型反射镜元件8产生一特定的影像后，使该影像可投射至一投影显示屏6b，并利用视觉暂留的特性使观视者可观视到该投影装置200b所投射出的影像。

经由以上叙述可知，该投影装置200、200a、200b在实际应用时，该激光光源2、2a、2b、2c、2d可采用一般常见的半导体激光或二氧化碳激光等。

但以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡熟悉此项技术的人士当可依据本发明的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化。然而这些依据本发明实施例所作的种种改良及变化，应当仍属于本发明的发明精神及界定的专利范围内。

Claims

1.一种采用激光光源的投影装置，其特征在于，包括有：

一液晶显示面板，配置在该偏转反光镜的邻近位置，并位在该偏转反光镜所反射的准直激光束的预定偏向角度范围内。

2.如权利要求1所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源投射出的激光束的扩散光投射范围涵盖该液晶显示面板的横向宽度，而该投射出的激光束的准直光投射范围涵盖该液晶显示面板的纵向宽度。

3.如权利要求1所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该准直透镜形成的准直激光束通过该偏转反光镜依该预定偏向角度范围内偏转而来回反射，使该准直激光束以扫描的方式反射向该液晶显示面板，再使该液晶显示面板产生的影像投射至一投影显示屏。

4.如权利要求1所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源为白色的激光光源。

5.一种采用激光光源的投影装置，其特征在于，包括有：

复数个准直透镜，分别配置在该激光光源所产生的激光束的预设投射方向处，用以将该激光光源所产生的激光束形成一准直激光束，并向一预设投射方向投射出；

6.如权利要求5所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源投射出的激光束的扩散光投射范围涵盖该液晶显示面板的横向宽度，而该投射出的激光束的准直光投射范围涵盖该液晶显示面板的纵向宽度。

7.如权利要求5所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源包括有一红色、绿色及蓝色的激光光源，而该激光光源投射出的复数道激光束分别经该准直透镜形成为复数道准直激光束后，通过各个反射镜予以反射，而形成一道白色的合成激光束。

8.如权利要求5所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该合成激光束通过该偏转反光镜依该预定偏向角度范围内偏转而来回反射，使该合成激光束以扫描的方式反射向该液晶显示面板，再使该液晶显示面板产生的影像投射至一投影显示屏。

9.一种采用激光光源的投影装置，其特征在于，包括有：

10.如权利要求9所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源投射出的激光束的扩散光投射范围涵盖该数字微型反射镜元件的横向宽度，而该投射出的激光束的准直光投射范围涵盖该数字微型反射镜元件的纵向宽度。

11.如权利要求9所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该准直透镜形成的准直激光束通过该偏转反光镜依该预定偏向角度范围内偏转而来回反射，使该准直激光束以扫描的方式反射向该数字微型反射镜元件，再使该数字微型反射镜元件产生的影像反射至一投影显示屏。

12.如权利要求9所述的采用激光光源的投影装置，其特征在于，该激光光源为白色的激光光源。