CN105842970A - 投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影机，包括光源、数位微镜装置、镜头和遮光装置，本发明设计观念为利用遮光装置，使得数位微镜装置发出的抛弃光束入射遮光装置，且遮光装置的第一反射面和第二反射面呈第一夹角，该第一夹角小于90度，借此减少射出镜头的该抛弃光束，实现有效提升投影画面的对比度。

Description

投影机

技术领域

本发明描述一种投影机，尤指一种低漏光的投影机。

背景技术

投影仪是一种可以将图像或者视频投射到屏幕上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号，达到大屏幕的投影显示方式来提供收看者极佳的呈现与视觉效果。随着电子技术的不断发展，投影仪广泛用于教育、商业和家庭中。根据投影仪工作原理的不同可分为阴极射线管投影仪(CRT)，液晶投影仪(LCD)和数码光学处理器投影仪(DLP)。其中数码光学处理器投影仪的成像原理为：光源发出的光线经过多个光学元件传递至处于开启状态的数位微镜装置(Digital Micro-mirrorDevice)，并藉由处于开启状态的数位微镜装置转换为成像光后由投影镜头射出以产生投射影像，即将微小影像投影到巨幅荧幕上，并提供足够的亮度，将影像资讯分享给众人。而当数位微镜装置处于关闭状态时，数位微镜装置反射出的抛弃光束会部分射出投影镜头，而降低影像画面的对比度，影响成像品质。

因此，有必要设计一种新的投影机，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影机，其可有效防止漏光，提高成像品质。

为达上述目的，本发明提供一种投影机，包含：

光源，发出入射光；

数位微镜装置，用以接收并反射该入射光以形成成像光或者抛弃光束；

镜头，位于该成像光的传递路径上，用以接收并投射该成像光；以及

遮光装置，位于该抛弃光束的传递路径上，用于接收并反射该抛弃光束；

其中，该遮光装置具有第一反射面和第二反射面，该第一反射面和该第二反射面具有第一夹角，该第一夹角小于90度。

较佳的，该抛弃光束于该第一反射面和该第二反射面上进行至少两次反射。

较佳的，该抛弃光束入射该第一反射面，经由该第一反射面反射至该第二反射面，并被该第二反射面反射。

较佳的，该第一夹角为69.2度。

较佳的，该第一反射面和该第二反射面上设置有抗反射层或者吸光层。

较佳的，该遮光装置由金属材料制成。

较佳的，经该遮光装置反射后的该抛弃光束以远离该镜头的方向射出。

较佳的，该数位微镜装置具有反射面，该反射面用以接收并反射该入射光，该第一反射面朝向该数位微镜装置的该反射面，该第二反射面背向该镜头。

较佳的，还包括第一腔体，设置于该光源、该数位微镜装置和该镜头之间，该镜头的入光口连接于该第一腔体，该遮光装置位于该第一腔体内。

较佳的，还包括棱镜系统，设置于该第一腔体内，该棱镜系统用于接收并传递该入射光至该数位微镜装置，将该成像光传递至该镜头，以及将该抛弃光束传递至该遮光装置。

较佳的，还包括反射罩，该反射罩设置于该第一腔体内且位于该棱镜系统的远离该数位微镜装置的一侧，该遮光装置设置于该反射罩上且位于该反射罩的邻近该镜头的一端。

较佳的，该第一反射面设置于该棱镜系统的远离该数位微镜装置的一侧，该第二反射面设置于该棱镜系统和该镜头之间。

与现有技术相对比，本发明提供一种投影机，其设计观念为利用遮光装置，使得数位微镜装置发出的抛弃光束入射遮光装置，且遮光装置的第一反射面和第二反射面呈第一夹角，该第一夹角小于90度，借此衰减该抛弃光束的能量，减少射出镜头的该抛弃光束以避免镜头漏光，实现有效提升投影画面的对比度。

附图说明

图1为本发明实施例投影机于第一状态的剖面示意图。

图2为本发明实施例投影机于第二状态的剖面示意图

图3为本发明实施例投影机的第一腔体的结构示意图。

图4为本发明实施例投影机的遮光装置和反射罩的结构示意图。

图5为本发明实施例投影机的部分元件的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图1为本发明实施例投影机于第一状态的剖面示意图，图2为本发明实施例投影机于第二状态的剖面示意图，图3为本发明实施例投影机的第一腔体的结构示意图，图4为本发明实施例投影机的遮光装置和反射罩的结构示意图，图5为本发明实施例投影机的部分元件的结构示意图。图1至图5所示，本发明投影机包含光源、数位微镜装置(Digital Micro-mirror Device，DMD)12、镜头14和遮光装置15。其中，光源用于发出入射光111。数位微镜装置12用以接收并反射入射光111以形成成像光121(参见图1所示)或者抛弃光束122(参见图2所示)。例如，数位微镜装置12为二轴翻转式的晶片组(TRP(Tilt&RollPixel)PicoTM chipset)，其微镜沿二对角线各翻转12度，等效相对于长边方向翻转17度，用以将入射光111以约34度反射为成像光121，但不以此为限。镜头14位于成像光121的传递路径上，用以接收并投射成像光121。遮光装置15位于抛弃光束122的传递路径上，用于接收并反射抛弃光束122。其中，遮光装置15具有第一反射面151和第二反射面152，第一反射面151和第二反射面152具有第一夹角A，第一夹角A小于90度，即，第一反射面151和第二反射面152呈“ㄥ”型，借此，可有效衰减抛弃光束122的能量，由此减少射出镜头14的抛弃光束122，故可有效提升投影画面的对比度。并且，相较于夹角呈90度的“L”型的遮光装置，本发明遮光装置15具有更高的遮光效率，以获得更高的成像品质。另外，为便于说明，特定义具有两两彼此垂直的X轴、Y轴以及Z轴的空间，数位微镜装置12对应于X轴和Z轴所形成的平面。

进一步的，如图2所示，抛弃光束122于第一反射面151和第二反射面152上进行至少两次反射，以衰减该抛弃光束的能量。具体而言，如图2所示，抛弃光束122入射第一反射面151，经由第一反射面151反射后入射第二反射面152，并被第二反射面152反射，即抛弃光束122入射第一反射面151后，都会被遮光装置15反射两次，以衰减该抛弃光束的能量。进一步的，抛弃光束122的至少部分光线经第二反射面152反射后还可以再次入射第一反射面151，并被第一反射面151反射，即于遮光装置15上进行第三次的反射，如此，可进一步衰减抛弃光束122的能量，甚至使抛弃光束122的能量衰减至消失，从而提高成像品质。当然，若抛弃光束122首先入射的是第二反射面152，则第二反射面152亦会将抛弃光束122反射至第一反射面151，并被第一反射面151反射。进一步的，抛弃光束122的至少部分光经第一反射面151反射后还可以再次入射第二反射面152，并被第二反射面152反射，即于遮光装置15上进行第三次的反射，如此，可进一步衰减抛弃光束122的能量，甚至使抛弃光束122的能量衰减至消失，从而调高成像品质。当然，抛弃光束122的部分光线还可以再次进行更多次的反射，原理同上，在此不再赘述

较佳的，第一夹角A介于45度至90度之间(45°<A<90°)，以有效遮挡抛弃光束122。于实际应用中，第一夹角A为69.2度，当第一夹角A为69.2度时，遮光装置15的遮蔽率(阻挡的抛弃光束的量占抛弃光束总量)高于第一夹角A为其它角度时的遮蔽率，如此可进一步有效降低入射镜头14的抛弃光束122的量，提高画面品质。

进一步的，第一反射面151和第二反射面152上通过涂布或者镀膜的方式设置有抗反射层或者吸光层，以吸收部分抛弃光束122，减少反射出去的抛弃光束122，实现更大限度衰减抛弃光束122的能量。例如，抗反射层或者吸光层为BARE涂层(具有96％光线吸收率与4％光线反射率)，或是AR涂层(具有99.5％光线吸收率与0.5％光线反射率)。当然，于其它实施例中，遮光装置15本身可利用光吸收材料或者抗反射材料制造而成，以吸收部分抛弃光束122，减少反射出去的抛弃光束122，实现更大限度衰减抛弃光束122的能量。

进一步的，遮光装置15由金属材料制成，以快速导散反射和吸收抛弃光束122所产生的能量，避免高温集中，有利于投影机的正常工作。

进一步的，如图2所示，经遮光装置15反射后的抛弃光束122以远离镜头14的方向射出，如此，可进一步降低抛弃光束122入射镜头14的量，甚至使抛弃光束122进入镜头14的量降至接近于零，故可有效避免抛弃光束122进入镜头14，提高画面对比度。本实施例中，如图2所示，第一反射面151面向数位微镜装置12的反射面123，以接收数位微镜装置12反射出的抛弃光束122；第二反射面152背向镜头14，以将抛弃光束122反射至远离镜头14的方向。

进一步的，如图1至图3所示，投影机还包括第一腔体13，第一腔体13设置于光源、数位微镜装置12和镜头14之间，镜头14的入光口141连接于第一腔体13，遮光装置15位于第一腔体13内。如此，抛弃光束122经由遮光装置15射出后可入射第一腔体13，以被第一腔体13的内壁所反射，可进一步使抛弃光束122衰减甚至消失。较佳的，抛弃光束122于第一腔体13的内壁上进行多次反射，再进一步使抛弃光束122衰减甚至消失，例如，当遮光装置15反射后的抛弃光束122以远离镜头14的方向入射该内壁，则可于第一腔体13的内壁上进行多次反射。进一步的，第一腔体13可通过涂布或者镀膜的方式设置有抗反射层或者吸光层，或者第一腔体13本身可利用光吸收材料或者抗反射材料制造而成，以吸收至少部分抛弃光束122，减少反射出去的该抛弃光束，实现更大限度衰减该抛弃光束的能量。当然，于其它实施例中，第一腔体13的内壁131还可形成散射结构，可使抛弃光束122于第一腔体13的内壁131产生散射，并增加光吸收面积，以更有效的去除抛弃光束122，具体由设计人员根据实际情况而定，在此不再赘述。进一步的，第一腔体13由金属材料制成，以快速导散反射和吸收抛弃光束122所产生的能量，避免高温集中，有利于投影机的正常工作。

进一步的，如图1和图2所示，还包括棱镜系统16，设置于第一腔体13内，棱镜系统16用于接收入射光111并传递至数位微镜装置12，将数位微镜装置12反射出来的成像光121传递至镜头14，以及将数位微镜装置12反射出来的抛弃光束122传递至遮光装置15。

进一步的，遮光装置15设置于棱镜系统16的远离数位微镜装置12和光源的位置。具体而言，第一反射面151设置于棱镜系统16的远离数位微镜装置12的一侧，第二反射面152设置于棱镜系统16和镜头14之间。进一步的，第一反射面151于X轴和Y轴所在平面的投影位于镜头14和数位微镜装置12于X轴和Y轴所在平面的投影之间。进一步的，第一反射面151于X轴和Y轴所在平面的投影位于镜头14和棱镜系统16于X轴和Y轴所在平面的投影之间。进一步的，数位微镜装置12于X轴和Y轴所在平面的投影与第二反射面152于X轴和Y轴所在平面的投影部分重合，且棱镜系统16于X轴和Y轴所在平面的投影与第二反射面152于X轴和Y轴所在平面的投影部分重合。进一步的，棱镜系统16、数位微镜装置12和遮光装置15于Z轴和Y轴所在平面的投影位于镜头14于Z轴和Y轴所在平面的投影内，且数位微镜装置12于Z轴和Y轴所在平面的投影位于镜头14于Z轴和Y轴所在平面的投影的上端，遮光装置15于Z轴和Y轴所在平面的投影位于镜头14于Z轴和Y轴所在平面的投影的下端。进一步的，第一反射面151平行于X轴和Y轴所在的平面，但不以此为限，具体由设计人员根据实际情况而定，在此不再赘述。

于实际应用中，如图1、图2和图4所示，投影机还包括反射罩17，反射罩17设置于第一腔体13内且位于棱镜系统16的远离数位微镜装置12的一侧，遮光装置15设置于反射罩17上且位于反射罩17的邻近镜头14的一端。进一步的，反射罩17为棱镜系统16的反射罩，可提高棱镜系统16的光学效率。进一步的，遮光装置15藉由铆钉171铆接在反射罩17上。

进一步的，抛弃光束122经遮光装置15反射后可以入射反射罩17和/或第一腔体13的内壁。当抛弃光束122入射第一腔体13的内壁时，抛弃光束122于该内壁进行反射，当抛弃光束122入射反射罩17时，抛弃光束122经反射罩17反射后可入射该内壁，如此，可使抛弃光束122逐渐衰减甚至消失，故可有效避免该抛弃光束进入镜头14导致镜头14漏光，提高画面对比度。

于实际应用中，如图1、图2和图3所示，第一腔体13具有顶部开口132、以及相对的第二侧开口133和第一侧开口134，顶部开口132用于设置数位微镜装置12，第一侧开口134用以接收入射光111，第二侧开口133与镜头14的入光口相连且成像光121藉由第二侧开口133入射镜头14。较佳的，顶部开口132封闭设置数位微镜装置12，且数位微镜装置12的反射面123朝向第一腔体13；第二侧开口133与镜头14的入光口封闭连接，以防止漏光。进一步的，投影机还包括透镜18，透镜18设置于第一侧开口134，且第一侧开口134封闭容置透镜18，入射光111穿透透镜18入射第一腔体13。

进一步的，如图1和图2所示，棱镜系统16包括第一棱镜161和第二棱镜162，第一棱镜161邻近光源设置，第一棱镜161接收并传递该入射光，第二棱镜162设置于第一棱镜161及数位微镜装置12间，用于接收第一棱镜161传递过来的该入射光并传递至数位微镜装置12。

进一步的，如图1和图2所示，还包括反射镜19，反射镜19设置于光源和透镜18之间，反射镜19用于接收光源提供的沿第一光路传播的入射光111并反射入射光111至沿第二光路传播至透镜18。较佳的，该第一光路垂直于该第二光路，如此以缩小投影机的体积，有利于微型化，但不以此为限。

进一步的，如图5所示，第一棱镜161还包含第一面1611、第二面1612和第三面1613，第一面1611邻近光源侧且接收入射光111，第二面1612邻接第一面1611和第三面1613，入射光111经第二面1612反射至第三面1613并经第三面1613反射后穿透第二面1612；第二棱镜162包含第四面1621、第五面1622和第六面1623，第四面1621平行第二面1612且接收入射光111，第四面1621贴合第二面1612设置以使第一棱镜161与第二棱镜162配合形成棱镜系统16，或者第四面1621与第二面1612之间具有间隙。第五面1622邻近数位微镜装置12的反射面123设置，且第五面1622平行数位微镜装置12，第六面1623邻接第四面1621及第五面1622，入射光111穿透第四面1621及第五面1622至数位微镜装置12，经由数位微镜装置12形成的成像光121穿透第五面1622且经第四面1621反射后自第六面1623射出第二棱镜162；经由数位微镜装置12形成的抛弃光束122依次穿透第五面1622、第四面1621和第二面1612后自第三面1613射出第二棱镜162。

综上所述，本发明提供一种投影机，其设计观念为利用遮光装置，使得数位微镜装置发出的抛弃光束入射遮光装置，且遮光装置的第一反射面和第二反射面呈第一夹角，该第一夹角小于90度，借此衰减该抛弃光束的能量，减少射出镜头的该抛弃光束，实现有效提升投影画面的对比度。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (12)

1.一种投影机，其特征在于，包含：

光源，发出入射光；

数位微镜装置，用以接收并反射该入射光以形成成像光或者抛弃光束；

镜头，位于该成像光的传递路径上，用以接收并投射该成像光；以及

遮光装置，位于该抛弃光束的传递路径上，用于接收并反射该抛弃光束；

其中，该遮光装置具有第一反射面和第二反射面，该第一反射面和该第二反射面具有第一夹角，该第一夹角小于90度。

2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该抛弃光束于该第一反射面和该第二反射面上进行至少两次反射。

3.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该抛弃光束入射该第一反射面，经由该第一反射面反射至该第二反射面，并被该第二反射面反射。

4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该第一夹角为69.2度。

5.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该第一反射面和该第二反射面上设置有抗反射层或者吸光层。

6.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该遮光装置由金属材料制成。

7.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，经该遮光装置反射后的该抛弃光束以远离该镜头的方向射出。

8.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，该数位微镜装置具有反射面，该反射面用以接收并反射该入射光，该第一反射面朝向该数位微镜装置的该反射面，该第二反射面背向该镜头。

9.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包括第一腔体，设置于该光源、该数位微镜装置和该镜头之间，该镜头的入光口连接于该第一腔体，该遮光装置位于该第一腔体内。

10.如权利要求9所述的投影机，其特征在于，还包括棱镜系统，设置于该第一腔体内，该棱镜系统用于接收并传递该入射光至该数位微镜装置，将该成像光传递至该镜头，以及将该抛弃光束传递至该遮光装置。

11.如权利要求10所述的投影机，其特征在于，还包括反射罩，该反射罩设置于该第一腔体内且位于该棱镜系统的远离该数位微镜装置的一侧，该遮光装置设置于该反射罩上且位于该反射罩的邻近该镜头的一端。

12.如权利要求10或者11所述的投影机，其特征在于，该第一反射面设置于该棱镜系统的远离该数位微镜装置的一侧，该第二反射面设置于该棱镜系统和该镜头之间。