CN1940638A

CN1940638A - 投影系统

Info

Publication number: CN1940638A
Application number: CN 200510107629
Authority: CN
Inventors: 李政光
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-04

Abstract

本发明公开一种投影系统，包括一光源模块与一光导管组件。光源模块包括一反射罩及一光源，光源设置于反射罩中，以形成一第一光束射出反射罩。光导管组件接收第一光束以形成一第二光束。光导管组件包括一本体与一透镜。本体具有一入射端，透镜设置于入射端。第一光束具有一第一F值，第一光束经过透镜形成第二光束，第二光束具有一第二F值，其中，第二F值不等于第一F值。

Description

投影系统

技术领域

本发明涉及一种投影系统及其光导管组件，特别是涉及一种具有透镜的光导管组件及其投影系统。

背景技术

F值(f-number；f/#)常见于摄影器材中，用来表达光学元件的收光能力。F值(f-number)是透镜焦距与入射光瞳直径的比值，即

f / # &equiv; \frac{f}{D} .

于光学系统中，收光角度系与F值成反比，

θ &cong; {Sin}^{- 1} \frac{1}{2 F},

即F值(f-number)大，收光角度越小，光束较为收敛，光路越慢。

图1为数字光处理投影系统(DLP System，Digital Light Processing system)光机系统示意图。光源10a形成一具有一既定F值(f-number)的光束100a，经由光导管(light pipe)12a的导引下，光束100a仍以相同的F值输出光导管12a；经由后续精密光学元件，如投射透镜组14a、反射镜16a、电动反射镜(power mirror)18a，反射至成像装置(light valve)20a上。成像装置可为数字微镜装置(Digital Micro-mirror Device，DMD)等。最终，成像装置20a反射影像经由投影镜头22a投射出去。

成像装置20a为DLP投影系统中的一关键元件，如图2A、图2B所示，成像装置20a包括：一陶瓷基座(ceramic substrate)19，其上设置由多个微小反射镜(micormirrors)所构成的一DMD芯片(DMD chip)21、一光圈(aperture)22与一窗口组件(window assembly)23。窗口组件23设置于陶瓷基座19上，以隔绝外界湿气及灰尘；光圈22设置于陶瓷基座19与窗口组件23之间。

图4A表示根据图1的光径示意图。当光束照射至成像装置20a以反射至镜头22a时，若光束收敛的程度不够，如图4A中光束照射范围大于DMD芯片21，光束将被窗口组件23、光圈22、陶瓷基座19所反射而形成杂散光散射于光机系统之中，造成了漏光现象(light leakage)，对投影系统的对比效果影响甚大。

然而，当欲增加投影系统的对比时，需设置多个透镜组于光机中以对系统光路速度进行调整。如此一来，光机内的光路设计将更加繁复，且光机尺寸也需依光路设计有所调整。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一应用于投影系统中的光导管组件，以增加投射影像的对比。

为达成上述目的，本发明提供一种投影系统，其包括一光源模块与一光导管组件。光源模块包括一反射罩及一光源，光源设置于反射罩中，以形成一第一光束射出反射罩。光导管组件是用以接收第一光束以形成一第二光束。光导管组件包括一本体与一透镜。本体具有一入射端，透镜设置于入射端。第一光束具有一第一F值，第一光束经过透镜形成第二光束，第二光束具有一第二F值，其中，第二F值不等于第一F值，使得光束投影在成像装置上的可具有较佳的收敛程度，避免形成杂散光散射于光机系统中，以大幅度提高投射影像的对比。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下：

附图说明

图1为现有光学投影系统；

图2A为一成像装置20a的立体图；

图2B为图2A的成像装置20a的分解立体图；

图3A为本发明的第一实施例中的一投影系统(M)及其光导管组件1的示意图，其中，光导管组件1包括一本体11与一主透镜12；

图3B为本发明的第二实施例中的一投影系统M’及其光导管组件1的示意图；

图3C为入射光束经由主透镜(12)的作用前、后的状态图；

图4A、图4B为图1、图3A的光径示意图。

具体实施方式

图3A表示根据本发明的第一实施例中的一投影系统M及其光导管组件1的示意图。

投影系统M包括一光源模块S、一光导管组件1与一投射透镜组3、一第一反射镜16、一电动反射镜18及一成像装置20(例如：数字微镜装置(DMD))。光源模块S所形成的光束经由光导管组件1、投射透镜组3投射至第一反射镜16，第一反射镜16反射光束至电动反射镜18，并由电动反射镜18反射光束至成像装置20。

光源模块S包括一反射罩S01与一光源S02。反射罩S01为一椭球型反射罩，其包括有一第一焦点P1与一第二焦点P2及一开口S03。应了解的是，椭球型反射罩S01的特性为当光源S02设置于椭球型反射罩S01的一第一焦点P1时，光源S02所产生的一第一光束b1将会聚于第二焦点P2。在此实施例中，光源S02所产生光线经由反射罩S01的反射而形成具有一第一F值F 1的一第一光束b1，自开口S03射出反射罩S01。

光导管组件1用以接收来自于反射罩S01的第一光束b1，并且将第一光束b1转换成一第二光束b2后而传送至投射透镜组3。第二光束b2具有一第二F值F2，第二F值F2不等于第一F值F1。

光导管组件1包括一本体11与一主透镜12。本体11具有一入射端111，主透镜12设置于入射端111之上。主透镜12可为一凸透镜，并设置于椭球型反射罩S01的第二焦点P2后；主透镜12或可为一凹透镜(未图示)，并设置于椭球型反射罩S01的第二焦点P2前；使第一光束b1转换为一具有较大的第二F值F2、光路较慢的第二光束b2，以提高投射影像的对比。此外，主透镜12可为一球面透镜或一非球面透镜。

图3B表示根据本发明的第二实施例中的另一投影系统M’及其光导管组件1的示意图。

与第一实施例中的投影系统M所不同的是，投影系统M’更包括一聚焦透镜S04’，聚焦透镜S04’设置于抛物型反射罩S01’的开口S03’上，并且光源模块S’的反射罩S01’为一抛物型反射罩。应了解的是，抛物型反射罩S01’的特性为当光源S02’设置于抛物型反射罩S01’的一第三焦点P1’时，光源S02’产生的一第一光束b1’为平行光。在此实施例中，光源S02’所产生的第一光束b1’是通过聚焦透镜S04’会聚于第四焦点P2’，且主透镜12为一凸透镜且设置于聚焦透镜S04’的一第四焦点P2’后。

值得注意的是，主透镜12也可为一凹透镜且设置于聚焦透镜S04’的第四焦点P2’前(未图示)。

图3C表示入射光束经由主透镜12的作用前、后的状态图。

由图3C可清楚看出，具有第一F值F1、收光角度θ的第一光束b1经由主透镜12而形成具有第二F值F2、收光角度θ’的第二光束b2；其中收光角度由θ收敛至θ’(θ’＜θ)。

相比较于图4A，图4B中投射于成像装置20的光束较为收敛，投射于DMD芯片21a。光束将有效率地被DMD芯片21a反射至镜头，可避免光束被窗口组件、光圈、陶瓷基座所反射而形成杂散光散射于光机系统之中，以降低漏光现象、增加投射影像的对比(contrast)。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限制本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种投影系统，包括：

一光源模块，包括：

一反射罩，具有一开口；以及

一光源，系设置于该反射罩中，以形成一第一光束自该开口射出该反射罩；以及

一光导管组件，接收该第一光束以形成一第二光束，该光导管组件包括：

一本体，具有一入射端；以及

一主透镜，设置于该入射端。

2.如权利要求1所述的投影系统，该第一光束具有一第一F值，该第一光束经过该主透镜形成该第二光束，该第二光束具有一第二F值，其中，该第二F值不等于该第一F值。

3.如权利要求2所述的投影系统，其中，该第二F值大于该第一F值。

4.如权利要求3所述的投影系统，其中，该反射罩为一椭球型反射罩，该光源设置于该椭球型反射罩的一第一焦点上。

5.如权利要求4所述的投影系统，其中，该主透镜为一凸透镜并设置于该椭球型反射罩的一第二焦点后。

6.如权利要求4所述的投影系统，其中，该主透镜为一凹透镜并设置于该椭球型反射罩的一第二焦点前。

7.如权利要求3所述的投影系统，其中，该反射罩为一抛物型反射罩，该光源设置于该抛物型反射罩的一第三焦点上，且该光源模块更包括一聚焦透镜设置于该抛物型反射罩的该开口上。

8.如权利要求7所述的投影系统，其中，该主透镜为一凸透镜并设置于该聚焦透镜的一第四焦点后。

9.如权利要求7所述的投影系统，其中，该主透镜为一凹透镜并设置于该聚焦透镜的一第四焦点前。

10.如权利要求1所述的投影系统，其中，该主透镜为一非球面透镜。