TWI412873B - 投影裝置 - Google Patents

Description

投影裝置

本發明是有關於一種投影裝置，尤指一種轉動速度容易控制且可提供不同樣態之平面光之低成本投影裝置。

傳統投影機之光源為鎢鹵素燈、金屬鹵化物燈、超高壓汞燈或氙燈，然而以前述燈泡作為光源，皆需要複雜之鏡頭與對焦設計，此外亦有體積大而不易攜帶之缺失。因此，逐漸開始發展以雷射作為光源之投影機。隨著半導體之發展，以雷射二極體作為光源之技術逐漸成熟。藉助於雷射二極體之體積小、能耗低、穩定性高及亮度不易衰減等等優點，得以發展小型化之可攜式投影機。

而以旋轉多面鏡成像之投影機，其工作原理為令雷射光依序入射複數個反射面鏡，藉由反射面鏡之旋轉而令點光源轉換成面光源進而成像。然而，前述反射面鏡之旋轉速度多半係以電性控制，成本高且控制不易。此外，面光源之樣態變化性不大，限制了投影機之應用性，前述皆為仍待解決之技術課題。

    有鑑於習知技術之各項問題，本發明人基於多年研究開發與諸多實務經驗，提出一種投影裝置，以作為改善上述缺點之實現方式與依據。

　 本發明之其一目的在於，提供一轉動速度容易控制之投影裝置。

　
　 本發明之另一目的在於，提供一成本低之投影裝置。

　 本發明之再一目的在於，提供一可提供不同樣態之平面光之投影裝置。

　
　 依據本發明之上述目的，本發明提供一投影裝置，包括光源、目標元件、控制元件、光調制元件、馬達、第一多面鏡以及第二多面鏡。光源設於第一多面鏡之一側，第二多面鏡設於第一多面鏡相異於光源之另一側，目標元件及光調制元件設於第二多面鏡相異於第一多面鏡之一側，控制元件內建或外接於光源。第一多面鏡環設有複數個反射面鏡，第一多面鏡外接馬達，第一多面鏡藉由馬達之控制帶動而以第一軸線為軸心轉動；同理地，第二多面鏡環設有複數個反射面鏡，第二多面鏡相鄰之各該反射面鏡之傾斜度選擇性地為相同或相異，第二多面鏡外接馬達，第二多面鏡藉由馬達之控制帶動而以第二軸線為軸心轉動。本發明之投影裝置藉由馬達控制帶動第一多面鏡及第二多面鏡之轉動，轉動速度容易控制且成本低。且控制元件可以時間分割之方式電性控制光源之發光頻率，以令平面光以矩陣式之樣態投影於目標元件，或者當第二多面鏡相鄰之各反射面鏡之傾斜度為相異時，可將平面光以排列式之樣態投影於目標元件，因此本發明之投影裝置可提供不同樣態之平面光。

　
　 茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。

   以下將參照相關圖式，說明本發明投影裝置之較佳實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

　 首先，請參閱第1圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第一較佳實施例之示意圖。本發明之投影裝置係包括第一多面鏡1、第二多面鏡2、光源3、控制元件4、目標元件5、光調制元件6以及複數個馬達7。第一多面鏡1環設有複數個反射面鏡11，第二多面鏡2亦環設有複數個反射面鏡21。第一多面鏡1及第二多面鏡2例如為六面多面鏡，僅為舉例但不為所限。第一多面鏡1之反射面鏡11與第一軸線X平行，第二多面鏡2之反射面鏡21與第二軸線Y平行。前述第一軸線X與第二軸線Y彼此垂直。第一多面鏡1外接馬達7，第一多面鏡1藉由馬達7之控制帶動而以第一軸線X為軸心轉動。同樣地，第二多面鏡2外接馬達7，第二多面鏡2藉由馬達7之控制帶動而以第二軸線Y為軸心轉動。前述轉動方向為逆時針方向或順時針方向。光源3設於第一多面鏡1之一側。第二多面鏡2設於第一多面鏡1相異於光源3之另一側。目標元件5及光調制元件6設於第二多面鏡2相異於第一多面鏡1之一側。目標元件5例如為投影幕。光調制元件6位於第二多面鏡2與目標元件5之間。光調制元件6例如為透鏡或透鏡組合[圖中僅示透鏡]，前述透鏡組合係指由兩個以上之透鏡彼此結合所構成之組合。控制元件4內建或外接於光源3[圖中僅示外接]，控制元件4電性控制光源3之發光與否、發光時間以及發光頻率。控制元件4例如為電性控制器。

　 請一併參閱第2圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第一較佳實施例之光入射第一多面鏡之示意圖。首先，控制元件4電性控制光源3發光，光先入射第一多面鏡1之反射面鏡11，此時，由於第一多面鏡1係以第一軸線X為軸心轉動，光與反射面鏡11之夾角A隨著第一多面鏡1之轉動而改變，因此光被反射面鏡11反射成為線性光線。請一併參閱第3圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第一較佳實施例之線性光線入射第二多面鏡之示意圖。同理地，前述線性光線再入射第二多面鏡2之反射面鏡21，此時，由於第二多面鏡2係以第二軸線Y為軸心轉動，線性光線與反射面鏡21之夾角B隨著第二多面鏡2之轉動而改變，因此線性光線被反射面鏡21反射後再入射光調制元件6，線性光線被光調制元件6改變光路後，最後成為平面光而投影在目標元件5。前述光調制元件6改變光路之目的，係令平面光之面積與目標元件5之面積相搭配。
　 請一併參閱第4圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第一較佳實施例之矩陣式樣態之平面光之示意圖。需特別說明，本發明之投影裝置，控制元件4可選擇性地以時間分割之方式電性控制光源3之發光頻率，以令平面光以矩陣式之樣態投影於目標元件5與否。

　 請再一併參閱第5圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第二較佳實施例之示意圖。本發明之投影裝置係包括第一多面鏡1、第二多面鏡2、光源3、控制元件4、目標元件5、光調制元件6以及複數個馬達7。第一多面鏡1環設有複數個反射面鏡11，第二多面鏡2亦環設有複數個反射面鏡21。請一併參閱第6圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第二較佳實施例之第二多面鏡之示意圖。與前述第一較佳實施例之不同處在於，第二多面鏡2相鄰之各反射面鏡21之傾斜度為相異。第一多面鏡1外接馬達7，第一多面鏡1藉由馬達7之控制帶動而以第一軸線X為軸心轉動。同樣地，第二多面鏡2外接馬達7，第二多面鏡2藉由馬達7之控制帶動而以第二軸線Y為軸心轉動。前述轉動方向為逆時針方向或順時針方向。光源3設於第一多面鏡1之一側。第二多面鏡2設於第一多面鏡1相異於光源3之另一側。目標元件5及光調制元件6設於第二多面鏡2相異於第一多面鏡1之一側。目標元件5例如為投影幕。光調制元件6位於第二多面鏡2與目標元件5之間。光調制元件6例如為透鏡或透鏡組合[圖中僅示透鏡]，前述透鏡組合係指由兩個以上之透鏡彼此結合所構成之組合。控制元件4內建或外接於光源3[圖中僅示外接]，控制元件4電性控制光源3之發光與否、發光時間以及發光頻率。控制元件4例如為電性控制器。

　 控制元件4電性控制光源3發光，光先入射第一多面鏡1之反射面鏡11，光被反射面鏡11，反射成為線性光線。線性光線再入射第二多面鏡2之反射面鏡21，線性光線被反射面鏡21反射後再入射光調制元件6，線性光線被光調制元件6改變光路後，最後成為平面光而投影在目標元件5。請一併參閱第7圖所示，其係繪示本發明之投影裝置之第二較佳實施例之排列式樣態之平面光示意圖。由於第二多面鏡2相鄰之各反射面鏡21之傾斜度為相異，因此可將平面光以排列式之樣態投影於目標元件5，以因應特殊之用途。前述目標元件5之數量需與平面光之數量相搭配。前述光調制元件6改變光路之目的，係令平面光之面積與目標元件5之面積相搭配。

　 前述第二較佳實施例中，控制元件4亦可選擇性地以時間分割之方式電性控制光源3之發光頻率，以令平面光以矩陣式之樣態投影於目標元件5與否。

　 請一併參閱第8圖及第9圖所示，其係分別繪示本發明之投影裝置之平面光之樣態之示意圖。尤值一提地，本發明更可依據欲呈現之平面光之樣態，如第8圖及第9圖中所示，利用光之可逆性，逆向推導設計第二多面鏡2之各反射面鏡21之傾斜度，以令投影裝置靈活地呈現不同之平面光樣態，進而運用於特殊之用途。

　 需特別說明，第一多面鏡1之反射面鏡11之大小決定了線性光線之長度，第二多面鏡2之反射面鏡21之大小決定了平面光之面積。而第一多面鏡1與第二多面鏡2彼此之設置距離，需令線性光線之長度與第二多面鏡2之反射面鏡21之大小相對應，以符合投影裝置所需之投影倍率。此外，第一多面鏡1外接之馬達7之轉速，與第二多面鏡2外接之馬達7之轉速彼此呈現倍率之關係。例如第一多面鏡1外接之馬達7之轉速，為第二多面鏡2外接之馬達7之轉速之四倍，以符合投影裝置所需之掃描頻率。前述四倍僅為舉例但不為限制。

　 綜上所述，本發明之投影裝置至少具有下述之優點：

　 1.轉動速度容易控制且成本低：

　 本發明之投影裝置其第一多面鏡藉由馬達之控制帶動而以第一軸線為軸心轉動，或者其第二多面鏡藉由馬達之控制帶動而以第二軸線為軸心轉動，轉動速度容易控制且成本低。

　 2.可提供不同樣態之平面光：

　 本發明之投影裝置其控制元件可以時間分割之方式電性控制光源之發光頻率，以令平面光以矩陣式之樣態投影於目標元件，或者將第二多面鏡相鄰之各反射面鏡之傾斜度設計為相異，可將平面光以排列式之樣態投影於目標元件，以因應特殊之用途。更可利用光之可逆性，逆向推導設計第二多面鏡之各反射面鏡之傾斜度，以令本發明之投影裝置靈活地呈現不同之平面光樣態。　

   以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧第一多面鏡

11‧‧‧反射面鏡

2‧‧‧第二多面鏡

21‧‧‧反射面鏡

3‧‧‧光源

4‧‧‧控制元件

5‧‧‧目標元件

6‧‧‧光調制元件

7‧‧‧馬達

A‧‧‧夾角

B‧‧‧夾角

X‧‧‧第一軸線

Y‧‧‧第二軸線

第1 圖係為本發明之投影裝置之第一較佳實施例之示意圖；
第2 圖係為本發明之投影裝置之第一較佳實施例之光入射第一多面鏡之示意圖；
第3 圖係為本發明之投影裝置之第一較佳實施例之線性光線入射第二多面鏡之示意圖；
第4 圖係為本發明之投影裝置之第一較佳實施例之矩陣式樣態之平面光之示意圖；
第5 圖係為本發明之投影裝置之第二較佳實施例之示意圖；
第6 圖係為本發明之第二較佳實施例之第二多面鏡之示意圖；
第 7 圖係為本發明之第二較佳實施例之排列式樣態之平面光示意圖；
第8 圖係為本發明之投影裝置之平面光之樣態之示意圖；以及
第9 圖係為本發明之投影裝置之平面光之樣態之示意圖。

1‧‧‧第一多面鏡

11‧‧‧反射面鏡

2‧‧‧第二多面鏡

21‧‧‧反射面鏡

3‧‧‧光源

4‧‧‧控制元件

5‧‧‧目標元件

6‧‧‧光調制元件

7‧‧‧馬達

X‧‧‧第一軸線

Y‧‧‧第二軸線

Claims (10)

1. 一種投影裝置，係包括：
   　 一光源；
   　 至少一目標元件；
   　 一控制元件，該控制元件內建或外接於該光源，該控制元件電性控制該光源之發光與否、發光時間以及發光頻率，該控制元件係選擇性地以時間分割之方式電性控制該光源之發光頻率，以令一平面光以矩陣式或非矩陣式之樣態投影於該目標元件；
   　 至少一光調制元件；
   　 複數個馬達；
   　 一第一多面鏡，該第一多面鏡環設有複數個反射面鏡，該第一多面鏡之各該反射面鏡與一第一軸線平行，該第一多面鏡外接該些馬達之其一者，該第一多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第一軸線為軸心轉動；
   　 一第二多面鏡，該第二多面鏡環設有複數個反射面鏡，該第二多面鏡之各該反射面鏡與一第二軸線平行，該第二軸線與該第一軸線彼此垂直，該第二多面鏡外接該些馬達之另一者，該第二多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第二軸線為軸心轉動；以及
   　 該光源設於該第一多面鏡之一側，該第二多面鏡設於該第一多面鏡相異於該光源之另一側，該目標元件及該光調制元件設於該第二多面鏡相異於該第一多面鏡之一側，該光調制元件位於該第二多面鏡與該目標元件之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第一多面鏡及該第二多面鏡為六面多面鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第一多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第一軸線為軸心順時針方向或逆時針方向轉動，該第二多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第二軸線為軸心順時針方向或逆時針方向轉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該目標元件為投影幕，該光調制元件為透鏡或透鏡組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該控制元件為電性控制器。
6. 一種投影裝置，係包括：
   　 一光源；
   　 至少一目標元件；
   　 一控制元件，該控制元件內建或外接於該光源，該控制元件電性控制該光源之發光與否、發光時間以及發光頻率，該控制元件係選擇性地以時間分割之方式電性控制該光源之發光頻率，以令至少一平面光以矩陣式或非矩陣式之樣態投影於該目標元件；
   　 至少一光調制元件；
   　 複數個馬達；
   　 一第一多面鏡，該第一多面鏡環設有複數個反射面鏡，該第一多面鏡之各該反射面鏡與一第一軸線平行，該第一多面鏡外接該些馬達之其一者，該第一多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第一軸線為軸心轉動；
   　 一第二多面鏡，該第二多面鏡環設有複數個反射面鏡，該第二多面鏡相鄰之各該反射面鏡之傾斜度為相異，該第二多面鏡之各該反射面鏡與一第二軸線平行，該第二軸線與該第一軸線彼此垂直，該第二多面鏡外接該些馬達之另一者，該第二多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第二軸線為軸心轉動；以及
   　 該光源設於該第一多面鏡之一側，該第二多面鏡設於該第一多面鏡相異於該光源之另一側，該目標元件及該光調制元件設於該第二多面鏡相異於該第一多面鏡之一側，該光調制元件位於該第二多面鏡與該目標元件之間。
7. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該第一多面鏡及該第二多面鏡為六面多面鏡。
8. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該第一多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第一軸線為軸心順時針方向或逆時針方向轉動，該第二多面鏡藉由該馬達之控制帶動而以該第二軸線為軸心順時針方向或逆時針方向轉動。
9. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該目標元件為投影幕，該光調制元件為透鏡或透鏡組合。
10. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該控制元件為電性控制器。