TWI330295B - Projection apparatus - Google Patents

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1330295 . PT830 22816twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種 投影裝置。 【先前技術】 圖1A與圖1B繪示習知兩種投影裝置的結構示意圖。 請先參照圖1A，習知投影裝置l〇〇a包括一照明系統 110a、一 數位微鏡裝置（digital micro-mirror device， DMD)120以及一成像系統130，而數位微鏡裝置120是配 置於照明系統110a與成像系統130之間。其中，照明系統 110a 包括一光源 112、一光積分柱（light integration rod)113、多個透鏡114、以及兩個反射鏡H6a、116b。光 源112適於提供一照明光束112a，此照明光束112a經過 光積分柱113與透鏡114後，會經由反射鏡U6a反射至反 射鏡116b ’再經由反射鏡116b將此照明光束U2a反射至 最靠近數位微鏡裝置120之透鏡114。之後，照明光束U2a 會入射數位微鏡裝置120 ’而此數位微鏡裝置丨2〇會將照 明光束112a轉換成影像光束112a’，並使其入射成像系統 130。接著，成像系統130會將影像光束U2a，投影於一榮 幕(未繪示)上，以於螢幕上形成影像。 請參照圖1B ’其與圖1A相似’不同處在於投影裝置 l〇〇b之照明系統110b包括一光源112、一光積分柱113、 多個透鏡114以及一反射鏡116a。光源112所提供之照明 5 1330295 . PT830 22816twf.doc/n 光束112a經過光積分柱113與透鏡ii4後，會經由反射鏡 116a反射至數位微鏡裝置120，而此數位微鏡裝置12〇會 將照明光束112a轉換成影像光束U2a，，並使其入射成像 系統130。接著，成像系統130會將影像光束112a，投影於 螢幕(未繪示）上，以於榮幕上形成影像。 上述兩種投影裝置l〇〇a、在結構上是採用成像系 統130之光軸(optic axis)與數位微鏡裝置ι2〇之一反射面 122的法向量平行的設計，所以投影裝置1〇〇a、1〇〇b的寬 • 度較寬(即投影裝置100a、l〇〇b沿X軸的總長較長）。此外i 在投影裝置100a中’因成像系統13〇是設置於最靠近數位 微鏡裝置120之透鏡114的上方，所以會造成投影裝置 100a的厚度較厚（即投影裝置1〇〇&沿Z軸的總長較長另 外，在投影裝置100b中，因成像系統13〇是設置反射鏡 116a上方，所以會造成投影裝置1〇〇b的厚度較厚（即投影 裝置100b沿Z軸的總長較長）。 基於上述，在現今電子產品追求薄型化的趨勢下，習 籲 知投影裝置l〇〇a、l〇〇b之架構顯然不符需求。 【發明内容】 ' 本發明提供一種投影裝置，其厚度相對於習知投影裝 置之厚度較薄。 本發明提出一種投影裝置，其包括一照明系統、一反 射=光閥_如^ light valve)、至少一場鏡(fidd㈣以 及—成像系統。照明系統適於提供一照明光束，反射式光 6 1330295 . PT830 22816twf.doc/n 閥配置於照明光束的傳遞路徑上’以將照明光束轉換成一 影像光束。場鏡配置於反射式光閥前方，且位於照明光束 與影像光束的傳遞路徑上。成像系統包括一投影鏡頭以及 一第一反射元件，其中第一反射元件是配置於影像光束的 傳遞路徑上’且位於照明光束傳遞路徑之外，以將影像光 束反射至投影鏡頭。此外，投影鏡頭之—光軸實質上垂直 於反射式光閥之一反射面之一法向量。 在本發明之一實施例中’上述之第—反射元件例如為 一反射鏡。此反射鏡可為平面反射鏡或曲面反射鏡。 在本發明之一實施例中，上述之第—反射元件為一稜 鏡。 在本發明之一實施例中’上述之投影裝置更包括至少 一第二反射元件，配置於照明光束的傳遞路徑上，以將照 明光束反射至反射式光閥。 ’ 在本發明之一實施例中，上述之第二反射元件為一反 射鏡。反射鏡可為平面反射鏡或曲面反射鏡。 在本發明之一實施例中，上述之第二反射元件為一稜 鏡。 本發明另提出一種投影裝置’其包括一照明系統、一 反射式光閥、至少一場鏡以及一成像系統。照明系統適於 提供一照明光束，反射式光閥是配置於照明光束的傳遞路 徑上，以將照明光束轉換成一影像光束。場鏡配置於反射 式光閥之一反射面前方，且位於照明光束與影像光束的傳 遞路徑上。成像系統包括一投影鏡頭以及一第—反射元 7 1330295 . PT830 22816twf.doc/n 件，其中第一反射元件是配置於影像光束的傳遞路徑上， 以將影像光束反射至投影鏡頭。此外，投影鏡頭與照明系 統位於第一反射元件之相對的兩側。 在本發明之一實施例中，上述第一反射元件位於照明 光束傳遞路徑之外。 在本發明之一實施例中，上述之投影裝置更包括至少 一第二反射元件，配置於照明光束的傳遞路徑上，以將昭 明光束反射至反射式光閥。 μ • 在本發明之一實施例中，上述之投影裝置的投影鏡頭 之一光軸實質上垂直於反射式光閥的反射面之一法向量。' 在本發明之投影裝置中，因使照明系統與成像系統共 用一場鏡，所以可有效縮小投影装置的厚度。此外，本發 明將投影鏡頭與照明系統設置於第一反射元件之相對的^ ^ ’以使投影鏡頭的絲實f上不平行或是垂直於反射式 先閥之-反射面的法向量，因此能縮小投影裝置的寬度。 為讓本發明之上述特徵和優點能更鶴祕，下文特 • +較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 發明各t施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本 等，僅是參考附加圖式的方向。 用來說明，而㈣來限制本發明 ^，例如7施之「特定實施例。本發明所提到的方向用 _、下I、「箭.、「後」、「左」、「右」 因此，使用的方向用語是 8 PT830 22816twf.d〇c/n 圖2是本發明一實施例之一種投影裝置的示意圖。請 參照圖2’本實施例之投影裝置2〇〇包括一照明系統21〇、 一反射式光閥220、一場鏡230以及一成像系統240。照明 系統210適於提供一照明光束212，而反射式光閥220是 配置於照明光束212的傳遞路徑上，以將照明光束212轉 換成一影像光束212,。場鏡230配置於反射式光閥220之 反射面222的前方’且位於照明光束212與影像光束212, 的傳遞路徑上。成像系統240包括一投影鏡頭242以及一 第一反射元件244，其中第一反射元件244是配置於影像 光束212’的傳遞路徑上，以將影像光束212，反射至投影鏡 頭242。投影鏡頭242會將影像光束212,投影於一螢幕(未 繪示)上，以於螢幕上形成影像。此外，於本發明一實施例， 投影鏡頭242與照明系統210位於第一反射元件244之相 對的兩側。而第一反射元件244,例如是不在照明光束212 的傳遞路徑上。 上述之投影裝置200的一實施例中，照明系統21〇可 包括例如是一光源214、一光積分柱216以及至少一透鏡 218 ’其中光積分柱216配置於光源214與透鏡218之間。 光源214用以提供照明光束212，而光積分柱216用以將 照明光束212均勻化。透鏡218及場鏡230用以將照明光 束212聚焦於反射式光閥22〇上。此外，照明系統21〇可 更包括一色輪(未繪示），其配置於照明光束212的傳遞路 徑上，以將照明光束212依序分成多種色光，如紅光、藍 光與綠光。 & 1330295 · * PT830 22816twf. doc/n 承上述，反射式光閥220可為數位微鏡裝置(digital micro-mirror device，DMD)或單晶矽液晶面板（liquid crystal on silicon panel, LCOS panel)。另外，投影鏡頭 242 包括多個透鏡243，且投影鏡頭242之一光軸0不平行於 反射式光閥220的反射面222的一法向量Ν。在本實施例 中’投影鏡頭242之光軸0實質上垂直於反射式光閥220 的反射面222之法向量Ν。再者，第一反射元件244可為 一反射鏡，而此反射鏡例如平面反射鏡。 在本實施例中，由於照明系統210與成像系統240共 用一場鏡230，所以能有效縮小投影裝置200的厚度。此 外，本實施例藉由第一反射元件244將影像光束212,反射 至投影鏡頭242的設計，可讓投影鏡頭242的光軸〇實質 上垂直於反射式光閥220的反射面222的法向量Ν，所以 能降低投影裝置200的寬度(即減少投影裝置200沿X轴 的總長）。 本實施例並不限定場鏡230的數量。基於成像品質的 考量’在本實施例之投影裝置200中，場鏡230的數量可 為一個或多個。 圖3Α至圖3Β是本發明另二實施例之投影裝置的示意 圖。此二實施例之投影裝置與圖2之投影裝置2〇〇的架構 及優點相似，以下僅針對其差異處進行說明。請先參照圖 3Α，在投影裝置200a的成像系統240a中，第一反射元件 244a為曲面反射鏡’而在圖3B之投影裝置200b的成像系 統240b中，第一反射元件244b為稜鏡。換言之，在本發 10 PT830 228I6twf.doc/n 月中第反射元件可為反射鏡或稜鏡，而反射鏡可為平 面反射鏡或曲面反射鏡。 /為了進一步縮減投影裝置的寬度，在本發明中可於照 明系統與反射式光閥之間增設至少一第二反射元件。以下 將舉貫施例配合圖式說明。 圖4是本發明另一實施例之投影裝置的上視圖。請參 照圖4’相較於圖2之投影裝置2〇〇,本實施例之投影裝置 2〇〇c更包括一第二反射元件25〇。此第二反射元件25〇配 置於照明光束212的傳遞路徑上，以將照明光束212反射 至反射式光閥220。於本實施例中，第二反射元件250例 如是放置於第一反射元件244之上。 在圖4中，第二反射元件250為一平面反射鏡，但其 亦可為其他反射鏡(如曲面反射鏡)或積鏡。 由於投影裝置200c具有第二反射元件250可將照明光 束212反射至反射式光閥220，所以照明系統210中的元 件可大致上沿著γ轴的方向配置。如此，可進一步縮減投 影裝置200c的寬度（即沿X轴的總長）。 需注意的是，在圖4中第一反射元件244是以平面反 射鏡’但其亦可為其他反射鏡(如曲面反射鏡)或稜鏡。此 外’在本實施例中，並不限定第二反射元件250的數量。 亦即’製造者可根據不同的需求而於投影裝置中設置多個 弟一反射元件250。 综上所述，本發明實施例之投影裝置至少具有下列之 一或部分或全部優點·· 1330295 . PT830 22816twf.doc/n 1.由於本發明使照明系統與成像系統共用一場鏡，所 以可有效縮小投影裝置的厚度。 2 ·將投影鏡稍照明系統設置於第—反射元件之相對 的兩側’且使投影鏡頭的光軸不平行或垂直於反射式光闊 之反射面的法向量’因此能縮小投影裝置的寬度。 3·因在feU統中增設第二反射元件，以將照明光束 反射至反射式糾’所以可使照明系統的延伸方向大致上 像系_延伸方向_，如此能有效縮小投影装

限定本广較佳實施例揭露如上’然其並非用以 所屬技術領域中具有通常知識者，在不

2濩鈿圍*視後附之申請專利範圍所界定t :=i發明的任-實施例或申請專利範圍不= x 路之全部目的或優點或特 I 和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，要部分 發明之權利範圍。 、、用來限制本 叫-r 口几 ％ j 圖1A與u 1B是習知兩種投影裝置的 =是本㈣—實施例之-種投影裝置^:4圖° 圖 圖3A至圖33是本發明另二實施例之投影意 圖4是本發明另-實施例之投影裝置的上視圖0 12 1330295 PT830 22816twf.doc/n 【主要元件符號說明】 100a、100b、200、200a〜200c :投影裝置 110a、110b、210 :照明系統 112、 214 :光源 112a、212 :照明光束 112a’、212’ ：影像光束 113、 216 :光積分柱 114、 218、243 :透鏡 116a、116b :反射鏡 120 :數位微鏡裝置 122、222 :反射面 130、240、240a、240b :成像系統 220 :反射式光閥 230 :場鏡 242 :投影鏡頭 244、244a、244b :第一反射元件 250 :第二反射元件 N :法向量 Ο :光軸 13

Claims (1)

1330295 , PT830 22816twf.doc/n · 十、申請專利範圍： 1. 一種投影裝置，包括： 一照明系統，適於提供一照明光束； 一反射式光閥，配置於該照明光束的傳遞路徑上，以 將該照明光束轉換成—影像光束； 至少一場鏡，配置於該反射式光閥之一反射面前方， 且位於該照明光束與該影像光束的傳遞路徑上；以及 一成像糸統，包括： Φ 一投影鏡頭；以及 一第一反射元件，配置於該影像光束的傳遞路徑 上，且位於戎照明光束傳遞路徑之外，以將該影像光 束反射至該投影鏡頭，其中該投影鏡頭之一光軸實質 上垂直於该反射式光閥之該反射面之一法向量。 14 133029.5 . PT830 22816twf.doc/n 7. 如申請專利範圍第ό項所述之投影裝置，其中 射鏡為平面反射鏡或曲面反射鏡。 ” 8. 如申請專利範㈣5項所述之投影裝置， 二反射元件為一稜鏡。 '、〇Α 9· 一種投影裝置，包括： 一照明系統，適於提供一照明光束； 一反射式光閥，配置於該照明光束的傳遞路徑上， 將該照明光束轉換成一影像光束； 二 至少一場鏡，配置於該反射式光閥之一反射面前方， 且位於該照明光束與該影像光束的傳遞路徑上；以及 一成像系統，包括： 一投影鏡頭；以及 第反射元件，配置於該影像光束的傳遞路徑 上，以將該影像光束反射至該投影鏡頭，其中該投影 鏡頭與δ亥照明系統位於該第一反射元件之相對的兩 側。 10. 如申請專利範圍第9項所述之投影裝置，其中該 第一反射元件位於該照明光束傳遞路徑之外。 11. 如申請專利範圍第9項所述之投影裝置，更包括 至少一第二反射元件’配置於該照明光束的傳遞路徑上， 以將該照明光束反射至該反射式光閥。 12. 如申請專利範圍第9項所述之投影裝置，其中該 投影鏡頭之一光軸實質上垂直於該反射式光閥的該反射面 之一法向量。 15