TWI464517B - 投影機光源結構 - Google Patents

Description

投影機光源結構

本發明涉及一種投影機光源結構，尤指一種以穿透方式形成水平光線的投影機光源結構。

一般投影機使用的光源大致可區分為非固態光源及固態光源，其中常用的非固態光源如鎢鹵素燈、金屬鹵化物燈、超高壓汞燈或氙氣燈等，其具有的共通特性是過熱、高耗電、低燈泡壽命、體積過大、重量不輕、不易攜帶，尤其是這些非固態光源中包含有毒性的重金屬難以回收處理，對環境造成嚴重的環保問題。近年來，電子產品發展以「輕、薄、短、小、成本低」的趨勢發展，光學投影機產品也不例外，在光源部分採用以相對較低耗電、發熱較少、體積較小且壽命較長的固態光源，如發光二極體(LED)、雷射光來作為光源。但是，投影機提高照明效能的關鍵要因是在於光源的發光特性與發光輝度。其中在發光輝度性能提升方面，非固態光源極大部分是由燈泡反射罩的設計來達成，該反射罩內緣形狀可分為橢圓鏡與拋物鏡兩種，其中橢圓鏡反射罩使光源光線經反射後聚焦於投影機的勻光裝置上，由該勻光裝置均質該光線以產生高發光輝度。該拋物鏡反射罩則是直接使光源光線經反射後形成高發光輝度的均勻平行光線，用以照射投影機的影像顯示裝置。然而，固態光源雖具有高亮度及色彩飽和度特性，但 是在使用上並沒有這樣提升發光輝度的設置。目前固態光源僅是通過透鏡組的光路徑設置，對固態光源發出的光線進行引導，使該光源光束通過投影機的勻光裝置產生投射光線。因此，有必要在改善非固態光源的環保問題以及固態光源的發光輝度提昇問題上再進行研究改良。

有鑒於此，有必要提供符合環境保護並可增加發光輝度的一種投影機光源結構。

本發明提供一種投影機光源結構，其包括一固態光源、一準直透鏡以及一微透鏡，該固態光源產生一照明光束，該照明光束的光照路徑為入射該準直透鏡後，出光形成水平光線再入射該微透鏡，該微透鏡將水平入射的該照明光束匯集構成一投影光束。

相較現有技術，本發明的投影機光源結構，通過該固態光源具有符合環保的特性以及高亮度、色彩飽和度良好的特徵，藉由該準直透鏡使該照明光束在穿透後形成水平光線，該照明光束均勻的水平照射能有效提昇該投影機光源的發光輝度。

10‧‧‧光源裝置

102‧‧‧格狀框架

12‧‧‧固態光源

122‧‧‧照明光束

124‧‧‧投影光束

14‧‧‧準直透鏡

142‧‧‧第一入射面

144‧‧‧第一出光面

162‧‧‧第二入射面

16‧‧‧微透鏡

圖1是本發明投影機光源結構的實施例側視圖。

圖2是本發明投影機光源結構的實施例背視圖。

下面將結合附圖對本發明作一個具體介紹。

請參閱圖1及圖2所示，分別為本發明投影機光源結構的實施例側視圖以及背視圖，該光源結構10，包括一固態光源12、一準直透 鏡14(Collimator Lens)以及一微透鏡16。該固態光源12的前方設置該準直透鏡14，該準直透鏡14前方再設置該微透鏡16。該固態光源12產生一照明光束122，該照明光束122照射該準直透鏡14，並在穿透該準直透鏡14後射向該微透鏡16，該微透鏡16匯集該照明光束122構成一投影光束124。該投影光束124射向投影機的影像顯示裝置(圖中未標示)，用以產生投影影像，然後通過投影鏡頭對外投射影像。該固態光源12產生的照明光束122在形成該投影光束124後的投影影像運作，由於非屬本發明的技術特徵，故於此不予贅述。該固態光源12可以是發光二極體(LED)光源或是雷射光源，用以產生投影所需要的該照明光束122。該固態光源12配合投影機投射影像的亮度需求，該固態光源12可以為光源模組，該光源模組由複數該固態光源12組合構成。本實施例中，該固態光源12是為光源模組，該光源模組由複數該固態光源12組成。該光源模組的複數該固態光源12以陣列方式排列並達成電性連接。請參閱圖2所示，該光源模組的複數該固態光源12以長、寬各三個該固態光源12的矩形陣列排列，用以同時產生該照明光束122並同時進行投射。複數該固態光源12以矩形陣列同時發射該照明光束122形成集合式照明光束，用以使投影機達到所需的設計投影亮度與色彩飽和度。複數該固態光源12的光源模組前方設置一準直透鏡14陣列，該準直透鏡14陣列以複數該準直透鏡14排列構成，用以使每一該固態光源12對著一該準直透鏡14。該光源模組的該固態光源12以矩形陣列排列，該準直透鏡14陣列配合以相同的矩形陣列排列，並通過一格狀框架102設置，用以確定使該固態光源12與該準直透鏡14的相對位置保持穩固。同樣地，該準直透鏡14陣列前方設置一微透鏡16陣列，該微透鏡16陣列以 複數該微透鏡16排列構成，用以使每一該準直透鏡14對著一該微透鏡16。該微透鏡16陣列配合該準直透鏡14陣列亦以矩形陣列排列。該微透鏡16陣列以長、寬各三個該微透鏡16組成矩形陣列。

該固態光源12產生該照明光束122的光路徑，首先，該照明光束122入射該準直透鏡14面向該固態光源12的一第一入射面142，然後穿過該準直透鏡14到達背向該固態光源12的一第一出光面144。該照明光束122具有的發散光線，由該準直透鏡14的該第一入射面142射入後，再經由該第一出光面144射出時，該照明光束122的發散光線被投射形成水平的光線。該水平投射的光線具有良好的均質性，可提高該固態光源12的發光輝度。接著，形成水平投射光線的該照明光束122將投射至與該準直透鏡14陣列前方設置的該微透鏡16陣列。該微透鏡16朝向該準直透鏡14的該出光面144為一第二入射面162，該微透鏡16陣列使該第二入射面162排列構成一入射平面。該入射平面提供該照明光束122的水平投射光線入射，並在通過該微透鏡16後匯集構成該投影光束124。相較於習用燈泡運用反射罩的拋物鏡面設計形成水平投射光線的反射方式，本發明使用通過該準直透鏡14形成水平投射光線的穿透方式技術，除了該固態光源12較符合環保的訴求外，該準直透鏡14在製造成本以及勻光的效能上，顯然都優於習用反射罩結構，在燈泡內緣拋物鏡面的設計與製造成本。

本發明投影機光源結構，該固態光源12符合環境保護的訴求，且具有高亮度及色彩飽和度特性，通過該準直透鏡14以穿透方式形成水平光線，再由該微透鏡16匯集投射，使該固態光源12產生高發光輝度的合光光束，可有效提高投影機的亮度。

應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

10‧‧‧光源裝置

12‧‧‧固態光源

122‧‧‧照明光束

124‧‧‧投影光束

14‧‧‧準直透鏡

142‧‧‧第一入射面

144‧‧‧第一出光面

162‧‧‧第二入射面

16‧‧‧微透鏡

Claims (6)

1. 一種投影機光源結構，其包括一固態光源模組、一準直透鏡陣列以及一微透鏡陣列，該固態光源模組由複數固態光源組成，該複數固態光源以陣列方式排列並達成電性連接，該準直透鏡陣列包括複數準直透鏡並設置於該光源模組的前方，每一該固態光源對著一該準直透鏡，該準直透鏡陣列前方設置該微透鏡陣列，該微透鏡陣列以複數微透鏡排列構成，每一該準直透鏡對著一該微透鏡，該微透鏡陣列將該固態光源模組的照明光束匯集構成一投影光束。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源結構，其中，該準直透鏡陣列面向該固態光源模組為一第一入射面，該準直透鏡陣列背向該固態光源模組為一第一出光面。
3. 如申請專利範圍第2項所述的投影機光源結構，其中，該微透鏡陣列朝向該準直透鏡陣列的該第一出光面為一第二入射面，該微透鏡陣列的該第二入射面排列構成一入射平面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源結構，其中，該固態光源是發光二極體(LED)光源或是雷射光源。
5. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源結構，其中，該固態光源以矩形陣列排列，該準直透鏡陣列配合以相同的矩形陣列排列，並通過一格狀框架設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述的投影機光源結構，其中，該微透鏡陣列配合該準直透鏡陣列以矩形陣列排列。