TWI536090B - 鐳射投影裝置 - Google Patents

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Description

鐳射投影裝置
本發明涉及一種投影裝置，尤其涉及一種鐳射投影裝置。
鐳射投影儀係一種新興的投影設備，因其投影出的圖像具有更大的光域、更高的亮度、對比度以及光飽和度，已受到人們的廣泛關注。
習知的鐳射投影儀係將利用紅光、綠光、藍光光光的鐳射發光二極體發出的鐳射光束直接射向分光片，經由分光片分光後進行混光，然後藉由光電調節裝置將光信號調製成圖像信號顯示在螢幕上。由於習知的鐳射投影儀係利用三個獨立封裝的鐳射二極體作為鐳射光源，從而增加了整個鐳射投影裝置的體積。
為了減小鐳射投影儀的體積，通常會將紅光、綠光、藍光三個鐳射發光晶粒並排封裝在一個基板上，並儘量減小三個鐳射晶粒之間的間距，以使得其所需的封裝空間更小。而三個鐳射晶粒之間的距離減小到一定的程度時，與其對應的分光片的厚度也要隨之變得很薄，否則，所述鐳射晶粒發出的鐳射光束將不能入射至與之對應的分光片上。然而，由於此時所需的分光片很薄，從而導致其易於損壞，且不易加工和組裝。
有鑒於此，有必要提供一種體積小且組裝方便的鐳射投影裝置。
一種鐳射投影裝置，包括一基板、設置於基板上的三個鐳射發光晶粒以及位於所述鐳射發光晶粒出光路徑上的分光鏡，所述分光鏡包括一第一分光片組以及與所述第一分光片組間隔相對設置的第二分光片組，所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束由所述第一分光片組反射至第二分光片組後，再經由第二分光片組的反射與透射後均勻混合出射。
本發明的鐳射投影裝置，藉由第一分光片組以及第二分光片組的配合來對所述三個鐳射晶粒發出的鐳射光束進行分光及混合，使得三個鐳射晶粒封裝至同一基板後，三個鐳射晶粒之間的距離更小，從而減小其所需的封裝空間，使得鐳射投影裝置的體積減小。同時，由於所述分光鏡可以採用一般的分光片來實現，其厚度不用做的很薄，整個鐳射投影裝置加工與組裝的便捷性得到提高。
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光晶粒
21‧‧‧藍光鐳射晶粒(B)
22‧‧‧紅光鐳射晶粒(R)
23‧‧‧綠光鐳射晶粒(G)
40‧‧‧分光鏡
41‧‧‧第一分光片組
43‧‧‧第二分光片組
100‧‧‧鐳射投影裝置
411‧‧‧第一藍光分光片
413‧‧‧第一紅光分光片
415‧‧‧第一綠光分光片
431‧‧‧第二藍光分光片
433‧‧‧第二紅光分光片
435‧‧‧第二綠光分光片
圖1為本發明的鐳射投影裝置的結構示意圖。
圖2為本發明的鐳射投影裝置中發光晶粒的光路示意圖。
請參閱圖1及圖2，本發明的鐳射投影裝置100包括一基板10、設置於基板10上的發光晶粒20以及設置於發光晶粒20一側、且位於發光晶粒20出光路徑上的分光鏡40。所述發光晶粒20發出的光線經由所述分光鏡40分光後混合出射。
所述基板10為一平整的板體，其一側表面上設置有電路結構(圖未示)。本實施例中，所述基板10可由矽樹脂或環氧樹脂等絕緣材料製成。
所述發光晶粒20為鐳射發光晶粒，且與基板10上相應的電路電性連接。藉由控制所述相應的電路藉由的電流，即可調節發光晶粒20的亮度。所述發光晶粒20用以產生顯示所需顏色的鐳射光束。所述發光晶粒20包括一藍光鐳射晶粒(B)21、一紅光鐳射晶粒(R)22以及一綠光鐳射晶粒(G)23，其依次間隔排列於基板10設置有電路結構的一側表面。本實施例中，所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22、綠光鐳射晶粒(G)23沿基板10的橫向依次間隔設置於基板10的一端表面，且所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23位於同一直線上。當然，在其他實施例中，所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23依次設置的順序不受限制。
所述分光鏡40包括沿基板10橫向即藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22、綠光鐳射晶粒(G)23排列的方向間隔設置的第一分光片組41以及第二分光片組43。所述第一分光片組41將所述發光晶粒20發出的鐳射光束反射至第二分光片組43上，並經由第二分光片組43的反射與透射後混合出射。
所述第一分光片組41包括平行且間隔設置的一第一藍光分光片411、一第一紅光分光片413以及一第一綠光分光片415。所述第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以及第一綠光分光片415的均呈薄片狀，且三者的大小、形狀均相同。本實施例中，所述第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以及第一綠光分光片415沿基板10的縱向依次等間距(S1)地設置於所述發光晶粒20的出光路徑上。所述第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以 及第一綠光分光片415沿著藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22、綠光鐳射晶粒(G)23排列方向傾斜向外延伸，在本實施例中即為基板10縱向延伸的左上角向右下角方向。所述第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以及第一綠光分光片415的傾斜方向與藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22、綠光鐳射晶粒(G)23排列方向之間的夾角為45度。當然，所述第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以及第一綠光分光片415的依次排列順序可以根據藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23依次設置的順序做相應的改變。
本實施例中，所述第一藍光分光片411可以將藍光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過；所述第一紅光分光片413可以將紅光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過；所述第一綠光分光片415可以將綠光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過。
所述第二分光片組43間隔位於所述第一分光片組41的一側，其包括平行且間隔設置的一第二藍光分光片431、一第二紅光分光片433以及一第二綠光分光片435。所述第二藍光分光片431、第二紅光分光片433以及第二綠光分光片435沿基板10的縱向依次等間距(S2)設置。其中，所述第二藍光分光片431與所述第一藍光分光片411相對且平行設置，所述第二紅光分光片433與所述第一紅光分光片413相對且平行設置，所述第二綠光分光片435與所述第一綠光分光片415相對且平行設置。本實施例中，第二藍光分光片431、第二紅光分光片433以及第二綠光分光片435相鄰的二者之間的間距(S2)大於第一藍光分光片411、第一紅光分光片 413以及第一綠光分光片415相鄰的二者之間的間距(S1)。當然，第二藍光分光片431、第二紅光分光片433以及第二綠光分光片435依次設置的順序可以根據第一藍光分光片411、第一紅光分光片413以及第一綠光分光片415的依次設置的順序而作相應的改變。
本實施例中，所述第二藍光分光片431可以將藍光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過；所述第二紅光分光片433可以將紅光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過；所述第二綠光分光片435可以將綠光鐳射光束反射，而將其他光光的鐳射光束透過。
請參見圖2，所述鐳射投影裝置100工作時，所述藍光鐳射晶粒21(B)發出的藍光鐳射光束被第一藍光分光片411向下反射至與之對應的第二藍光分光片431，然後這部分光線經第二藍光分光片431反射後，依次透過第二紅光分光片433以及第二綠光分光片435出射。
所述紅光鐳射晶粒22(R)發出的紅光鐳射光束首先透過第一藍光分光片411後入射至第一紅光分光片413，這部分光束被第一紅光分光片413反射至與其對應的第二紅光分光片433，再經由所述第二紅光分光片433反射後，透過第二綠光分光片435出射。
所述綠光鐳射晶粒23(G)發出的綠光鐳射光束透過第一藍光分光片411以及第一紅光分光片413入射至第一綠光分光片415，然後經由該第一綠光分光片415反射至與之對應的第二綠光分光片435，這部分光線再經由第二綠光分光片435反射後出射。與此同時，所述透過第二紅光分光片433以及第二綠光分光片435的藍光 鐳射光束、透過第二綠光分光片435的紅光鐳射光束以及直接自第二綠光分光片435反射的綠光鐳射光束混合後，均勻出射。混合後的光束經過光電調製元件(圖未示)調製成圖像信號後，即可顯示在螢幕上。
本發明的鐳射投影裝置100，藉由第一分光片組41以及第二分光片組43的配合來對所述三個鐳射晶粒發出的鐳射光束進行分光及混合，使得三個鐳射晶粒封裝至同一基板10後，三個鐳射晶粒之間的距離可以更小，從而減小其所需的封裝空間，使得鐳射投影裝置100的體積減小。同時，由於所述分光鏡40可以採用一般的分光片來實現，其厚度不用做的很薄，也使得分光片的製作工藝簡單。因此，針對本發明的鐳射投影裝置100而言，其在兼顧減小體積的同時，也提高了其加工與組裝的便捷性。
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光晶粒
21‧‧‧藍光鐳射晶粒(B)
22‧‧‧紅光鐳射晶粒(R)
23‧‧‧綠光鐳射晶粒(G)
40‧‧‧分光鏡
41‧‧‧第一分光片組
43‧‧‧第二分光片組
100‧‧‧鐳射投影裝置
411‧‧‧第一藍光分光片
413‧‧‧第一紅光分光片
415‧‧‧第一綠光分光片
431‧‧‧第二藍光分光片
433‧‧‧第二紅光分光片
435‧‧‧第二綠光分光片

Claims (5)

  1. 一種鐳射投影裝置，包括一基板、設置於基板上的三個鐳射發光晶粒以及位於所述鐳射發光晶粒出光路徑上的分光鏡，其改良在於：所述分光鏡包括一第一分光片組以及與所述第一分光片組間隔相對設置的第二分光片組，所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束由所述第一分光片組反射至第二分光片組後，再經由第二分光片組的反射與透射後均勻混合出射，所述三個鐳射發光晶粒依次間隔排列成一條直線，所述第一分光片組與所述第二分光片組沿鐳射發光晶粒排列的方向依次間隔排列，所述第一分光片組包括間隔設置的一第一藍光分光片、一第一紅光分光片以及一第一綠光分光片，所述第二分光片組包括間隔設置的一第二藍光分光片、一第二紅光分光片以及一第二綠光分光片，所述相鄰的二第一分光片之間的間距相等，所述相鄰的二第二分光片之間的間距也相等，所述相鄰的二第一分光片之間的間距小於相鄰的二第二分光片之間的間距。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鐳射投影裝置，其中：所述三個鐳射發光晶粒包括一藍光鐳射晶粒、一紅光鐳射晶粒以及一綠光鐳射晶粒。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的鐳射投影裝置，其中：所述藍光鐳射晶粒發出的鐳射光束經第一藍光分光片反射至第二藍光分光片，所述紅光鐳射晶粒發出的鐳射光束經第一紅光分光片反射至第二紅光分光片，所述綠光鐳射晶粒發出的鐳射光束經由第一綠光分光片反射至第二綠光分光片，所述反射至第二分光片組的鐳射光束經由所述第二分光片組的透射與反射後均勻混合出射。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第一藍光分光片、第一紅光分光片以及第一綠光分光片平行設置，所述第二藍光分光片 、第二紅光分光片以及第二綠光分光片平行設置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的鐳射投影裝置，其中：所述該等第一分光片與第二分光片沿鐳射發光晶粒排列方向傾斜向外延伸，且所述傾斜角度為45度。
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