TWI333592B - Projection apparatus - Google Patents

Description

1333592 PT720 21515twf.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1為習知一種投影裝置之示意圖。請參照圖1，習 知投影裝置100包括一燈源110、多個透鏡120a、120b、 一反射鏡130、一稜鏡組140、一數位微鏡裝置(digital micro-mirror device，DMD)150 以及一投影鏡頭 160。 棱鏡組140是由稜鏡142與稜鏡146所組成，其中棱 鏡142具有表面144a、144b、144c ’而稜鏡146具有表面 148a、148b。表面144b與表面148b相對，且表面144b 與表面148b之間存有一間隙。棱鏡146是用以補償光線在 棱鏡142中的光程差。 數位微鏡裝置150配置鄰近於表面144a’而投影鏡頭 160配置鄰近於表面144c。反射鏡130配置於燈源11〇與 稜鏡組140之間。透鏡120a配置在燈源11〇與反射鏡13〇 之間’而透鏡120b配置於反射鏡130與链鏡組14〇之間。 燈源11〇適於發出一照明光束B1，此照明光束B1經 過透鏡120a後，會經由反射鏡13〇反射。之後，照明光束 B1會經過透鏡i2〇b而自表面148a入射稜鏡142，並依序 通過表面148b、表面144b及表面144a而傳遞至數位微鏡 ，置150。數位微鏡裝置15〇會將照明光束B1轉換成影像 光束B2，並將其反射回表面144b。接著，表面144b會反 PT720 21515tw£doc/n 产EL以使影像光束B2通過表面144C而入射投 去给〇。投影鏡頭160是用以將影像光束B2投影於螢 幕上形成影像。 知技術中，透鏡12()&與透鏡⑽是用以匯聚燈 二Hi所5供的照明光束B1，以使其傳遞至數位微鏡裝置 田’截面積與數位微鏡裝置15()之主動表面的面積相 投影1置1GG内部需有足夠的空間才能使照明 只 足夠的傳遞路徑長（pathlength) ·，如此照明光 羽知机的截面積才1與主動表面的面積相符。換言之，在 ㈣、广^置1GG的架構中，為了使照明光束B1有足夠 長’各70件之間的距離無法縮減。因此，習知 二置100的架構顯然無法符合現今投置追求小體 積的趨勢。 【發明内容】 優點本發明之目岐提供—種投影裝置，其具有體積小之 本發％的其他/目的和優;點可以從本發用所揭:露的按^ 術特徵中得到進一步的了解。 θ為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發 月提出種投影裝置，其包括—稜鏡組、一燈源、一反射 一光閥(lightvalve)以及一投影鏡頭。此稜鏡組包括 :第一稜鏡以及-第二稜鏡。第—棱鏡具有—第一表面、 一第一表面與一第三表面，第二稜鏡則具有一第四表面、 第五表面與—第六表面。其中’第二表面與第四表面相 PT720 21515twf.doc/n PT720 21515twf.doc/n 件為一曲面反 在本發明之一實施例中，上述之反射元 射鏡。 在本發明之一實施例中’上述之第三表面為 。 在本發明之一實施例中，上述之第三表面為^面立 適於匯聚被反射元件反射的照明光束。 一在本發明之一貪施例中，上述之反射元件是形成於第 二表面上的一塗層。 在本發明之-實施例中，上述第二表面與該第四表面 之間存在一間隙。 在本發明中，由於照明光束可在第三表面與反射元件 之間往返，所以可減少照明光束傳遞所需空間，進而縮小 本發明之投影裝置的體積。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和 易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所關式，;= 明如下。 【實施方式】 下列各實施例的說明是參考附加的圖式，.用以例示本 發明可用以實施之特定實施例。本發明所提到的方向用 例ΐ「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」 ，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是 用來說明’而非用來限制本發明。 第一實施例 圖2是本發明第一實施例的投影裝置之示意圖。請參 閱圖2，技影襄置200a包括一燈源210、一反射元件220a、 1333592 PT720 21515twf.doc/n 一光閥230、一投影鏡頭240以及一稜鏡組3〇〇a ◊其中， 棱鏡組300a包括一第一稜鏡31〇a以及一第二稜鏡。 第一稜鏡310a具有一第一表面312a、一第二表面314與 一第三表面316a，第二稜鏡320則具有一第四表面322、 一第五表面324與一第六表面326。第二表面314與第四 表面322相對。於本實施例+，兩者之間存在一間隙G。 此外，反射元件220a是配置鄰近於第三表面31如，光閥 230疋配置鄰近於第五表面324’而投影鏡頭240是配置鄰 近於第六表面326。 燈源210適於發射一照明光束L1。照明光束匕丨先由 第一表面312a入射至第一稜鏡31〇a令，並經第二表面314 反射而自第三表面316a出射。這時，配置鄰近於第三表面 316a且位在照明光束L1的傳遞路徑上之反射元件22〇a會 反射照明光束L1，使其依序通過第三表面316a、第二表 面314、第四表面322與第五表面324。當照明光束L1經 過第五表面324時，配置鄰近於第五表面324且位在照明 光束L1的傳遞路控上之光閥230會將照明光束li棒換滅 一影像光束L2，並將影像光束L2反射回第四表面322， 而第四表面322會反射影像光束L2，使其通過第六表面 326而傳遞至投影鏡頭240〇投影鏡頭240則會將影像光束 L2投影至一螢幕(未繪示)上’以於螢幕上形成影像。 上述之光閥230為反射式光閥，如數位微鏡裝置或單

晶矽液晶顯示面板(liquid crystal cm silicon panel，LCOS panel)等。此外’反射元件220a例如是一平面反射鏡。 PT720 21515twf.doc/n 上述之投影裝置200a中’照明光束Ll會被第二表面 314反射至反射元件220a，接著再被反射元件22〇a反射回 第二表面314。換言之，本實施例是使照明光束li在第二 表面314與反射元件220a之間往返，以有效縮減照明光東 L1的傳遞所需空間’進而縮小投影裝置200&之體積。 在未實施例中’燈源21〇與第一·稜鏡3l〇a之第一表 面312a之間可設置至少一聚光元件（如透鏡25〇a)，以 匯聚照明光束L1。此外’反射元件220a與第一稜鏡310a 之第三表面316a之間亦可設置至少一聚光元件（如透鏡 250b) ’以匯聚照明光束L1。由於照明光束li會在第一 稜鏡310a的第二表面314與反射元件220a之間來回，所 以照明光束L1會通過透鏡250b兩次。換言之，透鏡25〇b 可匯聚照明光束L1兩次，所以可減少透鏡的數量。因此， 相較於習知投影裝置100 (如圖1所示），本發明之投影 裝置200a的光學元件之數量較少，如此不僅可以降低生產 成本’還可減少卽省光學元件所需佔用的空間，進而縮減 投影裝置200a的體積。 第二實施例 圖3是本發明第二實施例的投影裝置之示意圖。請參 閲圖3’本實施例之投影裝置2001)與第一實施例之投影裝 置200a(如圖2所示）相似，其主要不同之處在於棱鏡組。 而以下僅針對其不同處進行說明。 本實施例之稜鏡組300b的第一稜鏡31〇b，其第一表 面312a為平面，而第三表面316b為曲面。第三表面31沾 1333592 PT720 21515twf. doc/n 適於匯聚被反射元件220a所反射的照明光束Ll。由於第 三表面316b具有匯聚光束的功能，所以可減少聚光元件的 數量’如此不僅可節省聚光元件的成本’還可節省聚光元 件所需佔用的空間。因此，投影裝置200b具有體積小且成 本低的優點。 當然’在本實施例中，也可以在第三表面316b與反 射元件220a之間配置聚光元件。因此，圖3所示的投影裝 置200b只是舉例說明，並非用以限定本發明。 第三實施例 圖4是本發明第三實施例的投影裝置之示意圖。請參 閱圖4 ’本實施例之投影裝置2〇〇c與第一實施例之投影襄 置200a(如圖2所示）相似，其主要不同之處在於稜鏡組。 而以下僅針對其不同處進行說明。 本實施例之稜鏡組300c的第一稜鏡3l〇c，其第二表 面316a為平面，而第一表面312b為可匯聚照明光束li 的曲面。由於第一表面312b可匯聚照明光束li，所以可 -減少聚光元件的數量，進而释低生產成本。 在本實施例中’在第一表面312b與燈源21〇之間可 配置聚光元件。因此，圖4所示的投影裝置2〇〇e只是舉例 說明，並非用以限定本發明。 第四實施例 圖5是本發明第四實施例的投影裝置之示意圖。請表 閱圖5，本實施例之投影裝置200d與第一實施例之投景 置200a(如圖2所示）相似’其主要不同之處在於稜鏡 12 PT720 21515twf.doc/n 而以下僅針對其不同處進行說明。 本實施例之稜鏡組300d的第一棱鏡310d，其第一表 面312b與第三表面316b兩者皆為曲面。此第一表面312b 與第三表面316b皆可匯聚照明光束L1，因此可節省聚光 元件的數量’進而降低生產成本。 在本實施例中，第一表面312b與燈源210之間及/·或 第二表面316b與反射元件220a之間可增設至少一聚光元 件。詳言之，第一表面312b與燈源210之間可配置至少一 透鏡，以匯聚照明光束L1 ’而第三表面316b與反射元件 220a之間亦可配置至少一透鏡，以匯聚照明光束u。因 此，圖5所示的投影裝置200d只是舉例說明，並非用以限 定本發明。 第五實施例 圖6是本發明第五實施例的投影裝置之示意圖。請參 ，本實施例之投影裝置_a與第—實施例之投影裝 如圖2所示）相似’其主要不同之處在於稜鏡組。 而以下僅針對其不同處進行說明。 本實施例的反射元件22%為 照明光束L1反射與匯聚。換^ α職”丁將 块&之，本實施例之反射元件 氏’所以可節省聚光元件的數量，以降 低生產成本。此外，反射元件22肋盥 可增設其他聚光元件。因此，圖之間亦 只是舉例·，並非用⑽$^所示的投影裝置4術 第六實施例 1333592 PT720 21515twf.doc/n 圖7是本發明第六實施例的投影裝置之示意圖。請參 閱圖7’本實施例之投影裝置4〇〇b與第一實施例之投影裝 置200a (如圖2所示）相似，其差別處在於本實施例的反 射元件220c為塗佈在透鏡250b之一表面252b上的一塗 層’而此塗層的材料例如是金屬或是其他反光材料。 第七實施例 圖8是本發明第七實施例的投影裝置之示意圖。請參 閱圖8’本實施例之投影裝置4〇〇c與第二實施例之投影裝 置200b (如圖3所示）相似，其不同處在於本實施例的反 射元件220d為塗佈於第三表面316b上的一塗層，而此塗 層的材料例如是金屬或是其他反光材料。 此外’有關於投影裝置400b、400c的優點與第一實 施例之投影裝置200a的優點相似，故在此將不再重述。 綜上所述，在本發明中，由於照明光束可在第三表面 與反射π件之間往返，所以可減少照明光束傳遞所需空 間，進而縮小本發明之投影裝置的體積。此外，設置在反 射元件與第—一稜鏡之間的透鏡可將光束匯聚兩:次，.故可減 少聚光元件的數量，進而降低生產成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習本發明所屬領域之具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動 與潤飾’因此本發明之紐顧#錢社^專利範圍 所界定者為準。糾本發㈣任—實施峨冑請專利範圍 不須達成本發騎揭露之全部目的或優點或特點。此外， 14 1333592 PT720 21515twf.doc/n :==標題僅是用來辅助專利文件搜尋之用，並非用 來限制本發明之權利範圍。 【圖式簡單說明】 圖1為習知一種投影裝置之示意圖。 圖2是本發明第一實施例的投影裝置之示意圖。 圖3是本發明第二實施例的投影裝置之示意圖。 圖4是本發明第三實施例的投影裝置之示意圖 圖5是本發明第四實施例的投影裝置之示意圖。 圖6是本發明第五實施例的投影裝置之示意圖。 圖7是本發明第六實施例的投影裝置之示意圖。 圖8是本發明第七實施例的投影裝置之示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200a、200b、200c、200d、400a、400b、400c : 投影裝置 110、210 :燈源 120a、120b、250a、250b :透鏡 130 :反射鏡 140、300a、300b、300c、300d :稜鏡組 142、146 :稜鏡 144a、144b、144c、148a、148b、252b :表面 150 :數位微鏡裝置 160、240 :投影鏡頭 15 1333592 PT720 21515twf.doc/n 220a、220b、220c、220d :反射元件 230 :光閥 310a、310b、310c、310d :第一稜鏡 312a、312b :第一表面 314 :第二表面 316a、316b :第三表面 320 :第二棱鏡 322 :第四表面 324 :第五表面 326 :第六表面 B卜L1 :照明光束 B2、L2 :影像光束 G :間隙 16

Claims (1)

1333592 ΡΊ720 21515twf.doc/n 3. 如申請專利範圍第丨項所述之投影裝置，其中該第 一表面為平面。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之投影裝置，其中該第 一表面為曲面，且該第一表面適於匯聚該照明光束。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之投影裝置，更包括一 透鏡’配置於該第三表面與該反射元件之間，且位於自該 第二表面出射的該照明光束的傳遞路徑上和位於自該反射 元件反射後的該照明光束的傳遞路徑上，以匯聚該照明光 束。 6. 如申凊專利範圍第5項所述之投影裝置，其中該反 射件疋形成於該透鏡之·~~表面上的·^塗層。 7. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該反 射元件為一平面反射鏡。 8·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該反 射元件為一曲面反射鏡》 9. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第 三表面為平面。· 10. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第 三表面為曲面’且該第三表面適於匯聚被該反射元件反射 的該照明光束。 11. 如申請專利範圍第10項所述之投影裝置，其中該 反射元件疋设置於該第三表面上的一塗層。 12. 如申請專利範圍第2項所述之投影裝置，更包括另 一透鏡，配置於該第三表面與該反射元件之間，且位於自 18 1333592 PT720 21515twfdoc/n 該第三表面出射的該照明光束的傳遞路徑上和位於自該反 射元件反射後的該照明光束的傳遞路徑上，以匯聚該照明 光束。 13.如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第 二表面與該第四表面之間存在一間隙。 19