CN114650401A - 投影装置 - Google Patents
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Abstract
一种投影装置,包括第一显示器、第二显示器、第三显示器、合光模块、第一角度选择器、第二角度选择器、第三角度选择器以及投影镜头。第一显示器、第二显示器以及第三显示器分别用于提供第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束。投影镜头设置在合光模块的出光面的一侧,且用于将第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束投射出投影装置。第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束分别穿过第一角度选择器、第二角度选择器以及第三角度选择器后,再借由合光模块传递至投影镜头。本发明能有效地减少杂散光借由合光模块而传递出投影装置外,以增加投影画面的对比度。
Description
技术领域
本发明是有关于一种光学装置,且特别是有关于一种投影装置。
背景技术
使用数字光处理器(Digital Light Processor,DLP)或液晶覆硅(LiquidCrystal On Silicon,LCoS)的光阀(Light Valve)系统的三色合光投影机需要的光源装置具有复杂的光学系统,导致体积庞大。而使用三片式微发光二极管显示面板(micro LEDpanel)并搭配合光系统的好处是投影装置的体积缩小。
然而,三片式微发光二极管显示面板搭配合光系统的最大问题为微发光二极管的发光角大。而可以缩小角度的方法为增加反射罩及使用微发光二极管阵列(也就是微光学阵列),但发光半角可缩小的极限只有20度(在小于5微米的像素大小的条件下)。再者,在缩小发光角有限的情况下,因为发光半角大以及合光系统内部的全反射(大于有效光角度的光只在合光模块内部全反射),因而导致无效光导入投影镜头内,使得投影画面出现杂散光,影响投影画面的对比度。
发明内容
本发明提供一种投影装置,其能有效地减少杂散光借由合光模块而传递出投影装置外,增加投影画面的对比度。
本发明的一实施例提供一种投影装置,其包括第一显示器、第二显示器、第三显示器、合光模块、第一角度选择器、第二角度选择器、第三角度选择器以及投影镜头。第一显示器、第二显示器以及第三显示器分别用于提供第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束。合光模块具有第一入光面、第二入光面、第三入光面以及出光面。第一角度选择器设置在第一显示器与合光模块之间。第二角度选择器设置在第二显示器与合光模块之间。第三角度选择器设置在第三显示器与合光模块之间。投影镜头设置在合光模块的出光面的一侧,且用于将第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束投射出投影装置。第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束分别穿过第一角度选择器、第二角度选择器以及第三角度选择器后,再借由合光模块传递至投影镜头。
基于上述,在本发明的一实施例中,由于投影装置设有第一角度选择器、第二角度选择器及第三角度选择器,因此,投影装置的杂散光有效地被减少,使投影画面的对比度较高。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的一种投影装置的示意图。
图2是根据本发明的一实施例的投影装置设置了第三角度选择器后的投影画面的杂散光示意图。
图3是根据本发明的另一实施例的一种投影装置的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一实施例的一种投影装置的示意图。请参考图1,本发明的一实施例提供一种投影装置10,其包括第一显示器110、第二显示器120、第三显示器130、合光模块200、第一角度选择器310、第二角度选择器320、第三角度选择器330以及投影镜头400。
在本实施例中,第一显示器110、第二显示器120及第三显示器130可为液晶显示面板(liquid crystal display panel)、发光二极管显示面板(LED display panel)、次毫米发光二极管显示面板(mini LED display panel)或微发光二极管显示面板(Micro LEDdisplay panel),但本发明不局限于此。
在本实施例中,合光模块200例如是由四块棱镜黏合而成的合光棱镜(X-Cube),且其粘合胶的折射率较佳是与棱镜的折射率相同,但不以上述制作方式为限制合光模块200的制作方式。其中,每两个相邻的棱镜表面可设置光学膜(例如设置的方式为镀膜的方式),使传递至棱镜表面的影像光束中具有特定波长的光束被反射,而其余波长范围的影像光束则穿透棱镜表面。
在本实施例中,第一角度选择器310、第二角度选择器320及第三角度选择器330可为由高低折射率堆叠而成的光学薄膜。
在本实施例中,投影镜头400例如是包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合。光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。本发明对投影镜头400的型态及其种类并不加以限制。
详细来说,本实施例的第一显示器110、第二显示器120以及第三显示器130分别用于提供第一影像光束R、第二影像光束G以及第三影像光束B。第一影像光束R例如是红光影像光束,第二影像光束G例如是绿光影像光束,且第三影像光束B例如是蓝光影像光束,但本发明不局限于此。
在本实施例中,合光模块200具有第一入光面210、第二入光面220、第三入光面230以及出光面240。第一入光面210相对于第三入光面230,第二入光面220相对于出光面240,且第二入光面220连接于第一入光面210与第三入光面230之间。第一角度选择器310设置在第一显示器110与合光模块200之间。第二角度选择器320设置在第二显示器120与合光模块200之间。第三角度选择器330设置在第三显示器130与合光模块200之间。其中,第一角度选择器310、第二角度选择器320及第三角度选择器330分别设置在合光模块200的第一入光面210、第二入光面220及第三入光面230的一侧。
在本实施例中,第一影像光束R、第二影像光束G以及第三影像光束B分别穿过第一角度选择器310、第二角度选择器320以及第三角度选择器330后,再借由合光模块200的合光而传递至投影镜头400。投影镜头400设置在合光模块200的出光面240的一侧,且用于将第一影像光束R、第二影像光束G以及第三影像光束B投射出投影装置10。其中,借由具有让红光波段反射功能的合光模块200的光学膜使第一影像光束R反射至投影镜头400,合光模块200使第二影像光束G穿透而传递至投影镜头400,以及借由具有让蓝光波段反射功能的合光模块200的光学膜使第三影像光束B反射至投影镜头400。上述两光学膜成X-type而设置。
在本实施例中,第一角度选择器310为滤波器(band pass filter),例如是红光波长滤波器。例如在光垂直入射于第一角度选择器310时,使波长落在610~650纳米(nanometer)范围内的光穿透且使其余波长的光反射。而且,第一角度选择器310使入射角度小于30度的光穿透,并使入射角度大于或等于30度的光反射。
在本实施例中,第二角度选择器320为滤波器,例如是绿光波长滤波器。例如在光垂直入射于第二角度选择器320时,使波长落在510~550纳米范围内的光穿透且使其余波长的光反射。而且,第二角度选择器320使入射角度小于30度的光穿透,并使入射角度大于或等于30度的光反射。
在本实施例中,第三角度选择器330为滤波器,例如是蓝光波长滤波器。例如在光垂直入射于第三角度选择器330时,使波长落在400~465纳米范围内的光穿透且使其余波长的光反射,或例如使波长小于或等于465纳米的光穿透且使其余波长的光反射。而且,第三角度选择器330使入射角度小于30度的光穿透,并使入射角度大于或等于30度的光反射。
在本实施例中,投影装置10还包括一第一抗反射层510、一第二抗反射层520以及一第三抗反射层530。第一抗反射层510、第二抗反射层520以及第三抗反射层530分别设置在第一入光面210、第二入光面220以及第三入光面230上。
在本实施例中,投影装置10还包括一第四抗反射层540,其中第四抗反射层540设置在出光面240上。由于投影装置10设有第一抗反射层510、第二抗反射层520、第三抗反射层530以及第四抗反射层540,使本发明实施例的投影装置10的出光效率有效地被提高。
图2是根据本发明的一实施例的投影装置设置了第三角度选择器后的投影画面的杂散光示意图。在图2中,左图示意了在合光模块200的出光面处形成的杂散光,且右图示意了在投影镜头400出光后形成的杂散光。请参考图2,在有效投影画面中,杂散光减少了66%,且有效投影画面之外的杂散光仅约55%。
基于上述,在本发明的一实施例中,由于投影装置10在第一显示器110与合光模块200之间设有第一角度选择器310,在第二显示器120与合光模块200之间设有第二角度选择器320,以及在第三显示器130与合光模块200之间设有第三角度选择器330,因此,较可能在合光模块200内发生内部全反射的大角度的影像光被第一角度选择器310、第二角度选择器320及第三角度选择器330反射而不会进入合光模块200。在入射至合光模块200的影像光束的入射角度有效地被限制的情况下,投影装置10的杂散光减少了,进而使投影画面的对比度提高。
图3是根据本发明的另一实施例的一种投影装置的示意图。请参考图3,图3的投影装置10’与图1的投影装置10相似,其主要差异在于:在图3的投影装置10’中第一角度选择器310、第二角度选择器320以及第三角度选择器330分别(直接)设置在第一入光面210、第二入光面220以及第三入光面230上,因此,缩减了投影装置10’的整体体积。投影装置10’的合光模块200的出光面240上具有第四抗反射层540,使本发明实施例的投影装置10’的出光效率有效地被提高。
综上所述,在本发明的一实施例中,由于投影装置在第一显示器与合光模块之间设有第一角度选择器,在第二显示器与合光模块之间设有第二角度选择器,以及在第三显示器与合光模块之间设有第三角度选择器,因此,投影装置的杂散光有效地被减少,使投影画面的对比度较高。
惟以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施之范围,即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改,皆仍属本发明专利涵盖之范围内。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露之全部目的或优点或特点。此外,摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用,并非用来限制本发明之权利范围。此外,本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记说明:
10、10’:投影装置
110:第一显示器
120:第二显示器
130:第三显示器
200:合光模块
210:第一入光面
220:第二入光面
230:第三入光面
240:出光面
310:第一角度选择器
320:第二角度选择器
330:第三角度选择器
400:投影镜头
510:第一抗反射层
520:第二抗反射层
530:第三抗反射层
540:第四抗反射层
B:第三影像光束
G:第二影像光束
R:第一影像光束。
Claims (11)
1.一种投影装置,其特征在于,所述投影装置包括第一显示器、第二显示器、第三显示器、合光模块、第一角度选择器、第二角度选择器、第三角度选择器以及投影镜头,其中:
所述第一显示器、所述第二显示器以及所述第三显示器分别用于提供第一影像光束、第二影像光束以及第三影像光束;
所述合光模块具有第一入光面、第二入光面、第三入光面以及出光面;
所述第一角度选择器设置在所述第一显示器与所述合光模块之间,所述第二角度选择器设置在所述第二显示器与所述合光模块之间,以及所述第三角度选择器设置在所述第三显示器与所述合光模块之间;以及
所述投影镜头设置在所述合光模块的所述出光面的一侧,且用于将所述第一影像光束、所述第二影像光束以及所述第三影像光束投射出所述投影装置,其中:
所述第一影像光束、所述第二影像光束以及所述第三影像光束分别穿过所述第一角度选择器、所述第二角度选择器以及所述第三角度选择器后,再借由所述合光模块传递至所述投影镜头。
2.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第一入光面相对于所述第三入光面,所述第二入光面相对于所述出光面,且所述第二入光面连接于所述第一入光面与所述第三入光面之间。
3.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第一角度选择器为红光波长滤波器,所述第一角度选择器使入射角度小于30度的所述第一影像光束穿透,并使入射角度大于或等于30度的所述第一影像光束反射。
4.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第二角度选择器为绿光波长滤波器,所述第二角度选择器使入射角度小于30度的所述第二影像光束穿透,并使入射角度大于或等于30度的所述第二影像光束反射。
5.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第三角度选择器为蓝光波长滤波器,所述第三角度选择器使入射角度小于30度的所述第三影像光束穿透,并使入射角度大于或等于30度的所述第三影像光束反射。
6.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,还包括第一抗反射层、第二抗反射层以及第三抗反射层,其中所述第一抗反射层、所述第二抗反射层以及所述第三抗反射层分别设置在所述第一入光面、所述第二入光面以及所述第三入光面上。
7.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第一角度选择器、所述第二角度选择器以及所述第三角度选择器分别设置在所述第一入光面、所述第二入光面以及所述第三入光面上。
8.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述合光模块使所述第一影像光束反射至所述投影镜头,使所述第二影像光束穿透而传递至所述投影镜头,以及使所述第三影像光束反射至所述投影镜头。
9.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,还包括第四抗反射层,其中所述第四抗反射层设置在所述合光模块的所述出光面上。
10.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述合光模块为合光棱镜。
11.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第一显示器、所述第二显示器以及所述第三显示器为微发光二极管显示面板。
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