TWI796921B - 光機引擎及投影裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光機引擎，包含一影像提供面、一投影光源面、一投影鏡片組以及三個光路轉折元件。影像提供面具有三個影像區域。投影光源面具有各自投射出不同波長光線的三個投影光源。所述三個光路轉折元件沿一出光軸排列。影像提供面與投影光源面各自與出光軸實質上平行，且影像提供面與投影光源面之間具有一空氣間距。所述三個投影光源分別對應所述三個光路轉折元件並分別對應所述三個影像區域，且出光軸與投影鏡片組位在同一光路上。

Description

光機引擎及投影裝置
本發明係關於一種光機引擎與投影裝置，特別是一種適用於投影裝置的光機引擎。
近年來，投影裝置越加普及，不論是會議報告還是電玩娛樂皆可看到投影裝置的使用。越來越多使用者的同時，對投影裝置的要求也越來越高，促使投影裝置精簡體積以符合使用需求。
投影裝置為達到優良的成像及色彩品質，會設置分光裝置、光路轉折元件及合光裝置等配置，這些配置會使投影裝置體積增加，不利於投影裝置減少體積。壓縮投影裝置體積會導致散熱元件效果驟減，致使投影裝置內部溫度升高而限制光源的功率，若要在不影響光源功率的情況下壓縮投影裝置的體積，則必須改善內部裝置的配置或增加散熱能力，以此滿足減少體積卻不影響產品使用體驗的需求。
本發明在於提供一種光機引擎與投影裝置，藉由新式的內部配置，能在不影響影像品質的前提下減少整體體積，並 有利於配置額外的散熱裝置。
本發明之一實施例所揭露之光機引擎，包含一影像提供面、一投影光源面、一投影鏡片組以及三個光路轉折元件。影像提供面具有三個影像區域。所述三個影像區域包含一第一影像區域、一第二影像區域以及一第三影像區域。投影光源面具有三個投影光源。所述三個投影光源包含一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且第一投影光源、第二投影光源與第三投影光源各自投射出不同波長的光線。所述三個光路轉折元件包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且第一光路轉折元件、第二光路轉折元件與第三光路轉折元件沿一出光軸排列。影像提供面與投影光源面各自與出光軸實質上平行，且影像提供面與投影光源面之間具有一空氣間距。第一投影光源對應第一光路轉折元件與第一影像區域，第二投影光源對應第二光路轉折元件與第二影像區域，第三投影光源對應第三光路轉折元件與第三影像區域，且出光軸與投影鏡片組位在同一光路上。
本發明之另一實施例所揭露之投影裝置，包含一機板、一光機引擎、一外殼以及一散熱裝置。光機引擎配置於機板上。光機引擎包含一影像提供面、一投影光源面、一投影鏡片組以及三個光路轉折元件。影像提供面具有三個影像區域。所述三個影像區域包含一第一影像區域、一第二影像區域以及一第三影像區域。投影光源面具有三個投影光源。所述三個投影光源包含 一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且第一投影光源、第二投影光源與第三投影光源各自投射出不同波長的光線。所述三個光路轉折元件包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且第一光路轉折元件、第二光路轉折元件與第三光路轉折元件沿一出光軸排列。影像提供面與投影光源面各自與出光軸實質上平行，且影像提供面與投影光源面之間具有一空氣間距。第一投影光源對應第一光路轉折元件與第一影像區域，第二投影光源對應第二光路轉折元件與第二影像區域，第三投影光源對應第三光路轉折元件與第三影像區域，且出光軸與投影鏡片組位在同一光路上。外殼包覆機板與光機引擎。散熱裝置連接於外殼。
根據上述實施例所揭露的光機引擎與投影裝置，藉由將三個投影光源設置於同一平面及將三個影像區域設置於同一平面，並將三個光路轉折元件設置於同一光軸上，可有效地小型化投影裝置體積，並減少合光裝置進行合光時產生的影像模糊，並降低投影裝置元件生產及組裝時的難度。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
10、20、30、40、50、60、70、80、90:光機引擎
11、21、31、41、61、71、81、91:投影光源面
110、210、310、410、610、710、810:投影光源
111、211、311、411、611、711、811:第一投影光源
112、212、312、412、612、712、812:第二投影光源
113、213、313、413、613、713、813:第三投影光源
12、22、32、42、62、72、82、92:影像提供面
120、220、320、420、620、720、820:影像區域
121、221、321、421、621、721、821:第一影像區域
122、222、322、422、622、722、822:第二影像區域
123、223、323、423、623、723、823:第三影像區域
13、23、33、43、63、73、83:影像提供裝置
131:反射鏡
132:消光面
133、233、433、533、633:次波長抗反射結構
14、24、34、44、64、74、84:光路轉折元件
141、241、341、441、641、741、841:第一光路轉折元件
142、242、342、442、642、742、842:第二光路轉折元件
143、243、343、443、643、743、843:第三光路轉折元件
15、25、35、45、65、75、85、95:投影鏡片組
851:超穎透鏡
16、26、36、46、86:勻光層
27、37、47、77:準直層
ARL:抗反射膜層
BS:基板
CRT:電路
HDM:散熱膜層
LEA:出光軸
Td:散熱膜層的厚度
4、9:投影裝置
4a、9a:機板
9b:外殼
9c:散熱裝置
9d:飛時測距感測元件
圖1係根據本發明第一實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖2係圖1之光機引擎之影像提供裝置的立體示意圖。
圖3係圖2之影像提供裝置的反射鏡的運作示意圖。
圖4係根據本發明第二實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖5係根據本發明第三實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖6係根據本發明第四實施例所繪示之投影裝置的示意圖。
圖7係根據本發明第五實施例所繪示之光機引擎的局部示意圖。
圖8係根據本發明第六實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖9係根據本發明第七實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖10係根據本發明第八實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
圖11係根據本發明第九實施例所繪示之投影裝置的示意圖。
圖12係圖11之投影裝置的內部配置示意圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
本發明提供一種光機引擎，包含一投影光源面、一影像提供面、三個光路轉折元件以及一投影鏡片組。
投影光源面具有三個投影光源。所述三個投影光源包含一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且 第一投影光源、第二投影光源與第三投影光源各自投射出不同波長的光線。
所述三個投影光源當中至少一者可為雷射光源。藉此，可增加投影影像的亮度，以及成像顏色的色域。其中，雷射光源可為垂直腔面射型雷射器(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)。藉此，有助於光源配置與光路設計的靈活度。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之可為垂直腔面射型雷射器的三個投影光源111、112、113。
或者，所述三個投影光源當中至少一者亦可為次毫米發光二極體(mini-light-emitting diode，mini-LED)。藉此，可提升光源投射面的亮度以及整體影像明暗的均勻度。又或者，所述三個投影光源當中至少一者亦可為微型發光二極體(micro light emitting diode，micro-LED)。藉此，可減少投影光源面的厚度以及光機引擎產生的熱能。又再或者，所述三個投影光源當中至少一者亦可為微型有機發光二極體(micro organic light emitting diode，micro-OLED)。藉此，可更進一步減少投影光源面的厚度以及光機引擎產生的熱能。請參照圖9，係繪示有依照本發明第七實施例之可為面板光源的投影光源面71當中可為次毫米發光二極體、微型發光二極體或微型有機發光二極體的三組投影光源711、712、713。
影像提供面與投影光源面之間具有一空氣間距。影像提供面具有三個影像區域。所述三個影像區域包含一第一影像 區域、一第二影像區域以及一第三影像區域。
所述三個光路轉折元件包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且第一光路轉折元件、第二光路轉折元件與第三光路轉折元件沿一出光軸排列。
所述三個光路轉折元件可設置於投影光源面與影像提供面之間。藉此，可避免三道光線以稜鏡進行合光以降低生產及組裝難度，並避免三道光線合光時因稜鏡公差產生的影像模糊。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之設置於投影光源面11與影像提供面12之間的三個光路轉折元件141、142、143。
或者，所述三個光路轉折元件亦可設置於投影光源面與影像提供面的同一側。具體來說，影像提供面可設置於投影光源面與所述三個光路轉折元件之間。藉由投影光源面與影像提供面相鄰的配置，可提供各波段較均勻的影像亮度，且可降低生產及組裝難度，並進一步縮小光機引擎的體積。請參照圖8，係繪示有依照本發明第六實施例之設置於投影光源面61與三個光路轉折元件641、642、643之間的影像提供面62。
當所述三個光路轉折元件設置於投影光源面與影像提供面之間時，所述三個光路轉折元件當中至少一者可為反射式偏光元件。藉此，可有效配置以及彙整不同光源的光線，以進一步縮小光機引擎的體積。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之可為反射式偏光元件的第二光路轉折元件142。或者， 所述三個光路轉折元件當中至少一者亦可為分束器(beam splitter)。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之可為分束器的第一光路轉折元件141與第三光路轉折元件143。
當影像提供面設置於投影光源面與所述三個光路轉折元件之間時，所述三個光路轉折元件當中至少一者可為反射元件，例如稜鏡或反射鏡。藉此，有助於光路配置及不同波段光線進行合光。請參照圖8，係繪示有依照本發明第六實施例之可為反射鏡的第一光路轉折元件641。或者，所述三個光路轉折元件當中至少一者亦可為分色鏡。藉此，有助於彙整不同波段的光線進行合光並濾除雜光。請參照圖8，係繪示有依照本發明第六實施例之可為分色鏡的第二光路轉折元件642。
投影鏡片組與出光軸位在同一光路上。投影鏡片組可具有至少一超穎透鏡(metalens)。藉此，有助於壓縮投影鏡片組的體積，並提供大視角投影面。請參照圖10，係繪示有依照本發明第八實施例之具有超穎透鏡851的投影鏡片組85。
投影光源面與影像提供面各自與出光軸實質上平行。第一投影光源對應第一影像區域與第一光路轉折元件，第二投影光源對應第二影像區域與第二光路轉折元件，第三投影光源對應第三影像區域與第三光路轉折元件。
藉由將三個投影光源設置於同一投影光源面上，並將三個影像區域設置於同一影像提供面上，有助於壓縮光機引擎的體積。
根據本發明所揭露的光機引擎，更可包含一影像提供裝置。影像提供裝置具有正面及背面，且影像提供面可位於影像提供裝置的正面。所述三個影像區域可為同一個影像提供裝置所提供，但本發明不以此為限。所述三個影像區域亦可為三個影像提供裝置所提供。值得注意的是，本發明所述的影像提供裝置之正面是指光線的入射面，背面意指與正面相反的一面。
當所述三個光路轉折元件設置於投影光源面與影像提供面之間時，影像提供裝置可為數位微鏡元件(digital micromirror device，DMD)。藉由將數位微鏡元件設置為影像提供裝置，可使光機引擎具有較小的體積。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之可為數位微鏡元件的影像提供裝置13。或者，影像提供裝置可為矽基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)顯示器。藉由將矽基液晶顯示器設置為影像提供裝置，可提供較佳的解析度與影像畫質。請參照圖4，係繪示有依照本發明第二實施例之可為矽基液晶顯示器的影像提供裝置23。
當影像提供面設置於投影光源面與所述三個光路轉折元件之間時，影像提供裝置可為液晶顯示裝置(liquid-crystal display，LCD)。藉此，光機引擎可具有較佳的色彩飽和度。請參照圖8，係繪示有依照本發明第六實施例之可為液晶顯示裝置的影像提供裝置63。
當影像提供裝置為數位微鏡元件時，影像提供裝置可在內側具有反射鏡以反射光線。請參照圖2，係繪示有依照本 發明第一實施例之影像提供裝置13在其內側的反射鏡131。
當影像提供裝置為數位微鏡元件時，影像提供裝置可在內側具有一消光面，且消光面可具有次波長(subwavelength)抗反射結構。藉由次波長抗反射結構，可提升數位微鏡元件內消光面的效果，減少光機引擎內光線因內部反射而影響投影成像。請參照圖3，係繪示有依照本發明第一實施例之影像提供裝置13內側的消光面132與次波長抗反射結構133。
影像提供裝置可在外側具有次波長抗反射結構。藉此，可減少光機引擎內大視角雜散光的產生。值得注意的是，影像提供裝置在其外側所具有的次波長抗反射結構不以影像提供裝置的類型為限。請參照圖4、圖6與圖8，係分別繪示有依照本發明第二、第四與第六實施例之作為矽基液晶顯示器之影像提供裝置23的次波長抗反射結構233、作為數位微鏡元件之影像提供裝置43的次波長抗反射結構433與作為液晶顯示裝置之影像提供裝置63的次波長抗反射結構633。
影像提供裝置可在其正面與背面當中至少一面設置有散熱膜層。具體來說，影像提供裝置可在其正面與背面當中至少一面鍍上散熱膜層。藉此，有助於提升散熱效果，並避免影像提供裝置過熱而更新效率不佳。請參照圖5，係繪示有依照本發明第三實施例之設置於影像提供裝置33之正面與背面的兩個散熱膜層HDM。請參照圖6，係繪示有依照本發明第四實施例之設置於影像提供裝置43之正面的一個散熱膜層HDM。
散熱膜層可具有類鑽碳(diamond like carbon，DLC)鍍膜。或者，散熱膜層亦可具有石墨烯鍍膜。請參照圖5，係繪示有依照本發明第三實施例之可為具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。
散熱膜層的厚度為Td，其可滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。藉此，可達到優良的散熱效果。其中，亦可滿足下列條件：3.5[微米]<Td<4.0[微米]。藉此，可達到最佳的散熱效果。請參照圖5，係繪示有依照本發明第三實施例的Td。
投影光源面亦可鍍上散熱膜層。藉此，有助於提升整體的散熱效果。請參照圖6，係繪示有依照本發明第四實施例之設置於投影光源410的散熱膜層HDM。
根據本發明所揭露的光機引擎，更可包含一勻光層。勻光層可位於投影光源面與影像提供面之間。藉由設置勻光層，得以幫助投射光線均勻分佈。請參照圖1，係繪示有依照本發明第一實施例之勻光層16。
根據本發明所揭露的光機引擎，更可包含一準直層。準直層可位於投影光源面與影像提供面之間。藉由設置準直層，有助於避免產生光線串擾(crosstalk)的現象。請參照圖4，係繪示有依照本發明第二實施例之準直層27。
本發明亦提供一種投影裝置，包含一機板、上述光機引擎、一外殼以及一散熱裝置。光機引擎配置於機板上。外殼 包覆機板與光機引擎。散熱裝置連接於外殼。藉由這樣的配置，有助於壓縮投影裝置的體積。
機板可在其正面與背面當中至少一面設置有散熱膜層。藉此，有助於增加投影機散熱效果。請參照圖6，係繪示有依照本發明第四實施例之設置於機板4a之背面的散熱膜層HDM。值得注意的是，本發明所述的機板正面是指投影光源面所在的一側，背面意指與正面相反的一面。
散熱膜層可具有類鑽碳鍍膜。或者，散熱膜層亦可具有石墨烯鍍膜。藉此，有助於增加投影裝置的散熱效果。
散熱膜層的厚度為Td，其可滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。藉此，可達到最佳的散熱效果。
外殼可在其內側與外側當中至少一側設置有類鑽碳鍍膜。藉此，有助於進一步增加投影裝置的散熱效果。請參照圖12，係繪示有依照本發明第九實施例之設置於外殼9b之內側的散熱膜層HDM。
散熱裝置可設置成垂直於投影光源面，且其風道方向平行經過投影光源面。或者，散熱裝置亦可設置成垂直於影像提供面，且風道方向平行經過影像提供面。藉此，有助於利用對流將投影光源面或影像提供面上的廢熱帶離。
根據本發明所揭露的投影裝置，更可包含飛時測距感測元件。飛時測距感測元件由外殼的開孔所暴露。藉此，有助於投影裝置在成像面上進行對焦與影像校正。請參照圖11與圖 12，係繪示有依照本發明第九實施例之由外殼9b的開孔所暴露的飛時測距感測元件9d。
上述本發明光機引擎與投影裝置中的各技術特徵皆可組合配置，而達到對應之功效。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
請參照圖1，係根據本發明第一實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎10，包含一基板BS、一投影光源面11、一影像提供面12、一影像提供裝置13、三個光路轉折元件14、一投影鏡片組15以及一勻光層16。
投影光源面11位於基板BS之一側，投影光源面11具有三個投影光源110。三個投影光源110包含一第一投影光源111、一第二投影光源112以及一第三投影光源113。第一投影光源111、第二投影光源112與第三投影光源113各自為投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長光線的垂直腔面射型雷射器或發光二極體。
影像提供面12相隔於投影光源面11，或者也可以說，影像提供面12與投影光源面11之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面12具有三個影像區域120。三個影像區域120包含一第一影像區域121、一第二影像區域122以及一第三影像 區域123。
影像提供裝置13為數位微鏡元件。影像提供裝置13具有正面及背面，並且影像提供面12位於影像提供裝置13的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置13對應到三個影像區域120。請一併參照圖2與圖3，其中圖2係圖1之光機引擎之影像提供裝置的立體示意圖，且圖3係圖2之影像提供裝置的反射鏡的運作示意圖。如圖2所示，作為數位微鏡元件的影像提供裝置13在內側具有反射鏡131。影像提供裝置13可將入射光線成像後利用反射鏡131將成像光反射回去。具體來說，如圖3所示，作為數位微鏡元件的影像提供裝置13在內側具有一消光面132，且消光面132具有次波長抗反射結構133以減少光機引擎10內大視角雜散光的產生。並且，反射鏡131受電路CRT控制而擺動，藉以將射向反射鏡131的光線選擇性地轉向消光面132的次波長抗反射結構133以不向影像提供裝置13外部反射，或轉向影像提供裝置13的外部以射向光路轉折元件14。影像提供裝置13藉由選擇性地將入射光反射至其外部，進而輸出被圖案化的成像光。
三個光路轉折元件14設置於投影光源面11與影像提供面12之間，包含一第一光路轉折元件141、一第二光路轉折元件142以及一第三光路轉折元件143。第一光路轉折元件141為分束器，第二光路轉折元件142為反射式偏光元件，而第三光路轉折元件143為分束器。第一光路轉折元件141、第二光路轉折元件142與第三光路轉折元件143依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組15與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面11與影像提供面12各自與出光軸LEA實質上平行。並且，勻光層16位於投影光源面11與影像提供面12之間。
第一投影光源111對應第一影像區域121與第一光路轉折元件141，第二投影光源112對應第二影像區域122與第二光路轉折元件142，第三投影光源113對應第三影像區域123與第三光路轉折元件143。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源111、第二投影光源112與第三投影光源113分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過勻光層16後分別經由第一光路轉折元件141、第二光路轉折元件142與第三光路轉折元件143射向第一影像區域121、第二影像區域122與第三影像區域123，並透過影像提供裝置13轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光被影像提供裝置13的反射鏡131反射，並被第一光路轉折元件141轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件142；綠色的成像光同樣被反射鏡131反射，並被第二光路轉折元件142轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件143；紅色的成像光同樣被反射鏡131反射，並被第三光路轉折元件143轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組15聚焦投影至目標物(如投影面)上。
<第二實施例>
請參照圖4，係根據本發明第二實施例所繪示之光機 引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎20，包含一基板BS、一投影光源面21、一影像提供面22、一影像提供裝置23、三個光路轉折元件24、一投影鏡片組25、一勻光層26以及一準直層27。
投影光源面21位於基板BS之一側，投影光源面21具有三個投影光源210。三個投影光源210包含一第一投影光源211、一第二投影光源212以及一第三投影光源213。第一投影光源211、第二投影光源212與第三投影光源213各自投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長的光線。
影像提供面22相隔於投影光源面21，或者也可以說，影像提供面22與投影光源面21之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面22具有三個影像區域220。三個影像區域220包含一第一影像區域221、一第二影像區域222以及一第三影像區域223。
影像提供裝置23為矽基液晶顯示器。影像提供裝置23具有正面及背面，並且影像提供面22位於影像提供裝置23的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置23對應到三個影像區域220。作為矽基液晶顯示器的影像提供裝置23藉由其鏡面層反射輸出被圖案化的成像光。並且，影像提供裝置23在外側具有次波長抗反射結構233以減少光機引擎20內大視角雜散光的產生。
三個光路轉折元件24設置於投影光源面21與影像 提供面22之間，包含一第一光路轉折元件241、一第二光路轉折元件242以及一第三光路轉折元件243。第一光路轉折元件241、第二光路轉折元件242與第三光路轉折元件243依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組25與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面21與影像提供面22各自與出光軸LEA實質上平行。並且，勻光層26與準直層27位於投影光源面21與影像提供面22之間。
第一投影光源211對應第一影像區域221與第一光路轉折元件241，第二投影光源212對應第二影像區域222與第二光路轉折元件242，第三投影光源213對應第三影像區域223與第三光路轉折元件243。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源211、第二投影光源212與第三投影光源213分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過勻光層26、準直層27與次波長抗反射結構233後射向第一影像區域221、第二影像區域222與第三影像區域223，並透過影像提供裝置23轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光在影像提供裝置23被反射，再次通過準直層27後被第一光路轉折元件241轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件242；綠色的成像光同樣在影像提供裝置23被反射，再次通過準直層27後被第二光路轉折元件242轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件243；紅色的成像光同樣在影像提供裝置23被反射，再次通過準 直層27後被第三光路轉折元件243轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組25聚焦投影至目標物上。
<第三實施例>
請參照圖5，係根據本發明第三實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎30，包含一基板BS、一投影光源面31、一影像提供面32、一影像提供裝置33、三個光路轉折元件34、一投影鏡片組35、一勻光層36以及一準直層37。
投影光源面31位於基板BS之一側，投影光源面31具有三個投影光源310。三個投影光源310包含一第一投影光源311、一第二投影光源312以及一第三投影光源313。第一投影光源311、第二投影光源312與第三投影光源313各自投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長的光線。
影像提供面32相隔於投影光源面31，或者也可以說，影像提供面32與投影光源面31之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面32具有三個影像區域320。三個影像區域320包含一第一影像區域321、一第二影像區域322以及一第三影像區域323。
影像提供裝置33為數位微鏡元件或矽基液晶顯示器。影像提供裝置33具有正面及背面，並且影像提供面32位於影像提供裝置33的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置 33對應到三個影像區域320。影像提供裝置33在其正面與背面皆鍍有具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。其中，散熱膜層HDM的厚度為Td，其滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。具體來說，其滿足下列條件：Td=0.9[微米]；2.3[微米]；或3.7[微米]。
進一步來說，當散熱膜層HDM的厚度Td分別為0[微米](即無設置散熱膜層)；0.9[微米]；2.3[微米]；與3.7[微米]時，分別對應熱阻係數在50瓦(W)功率下，HRC50(heat resistance co-efficient @ 50Walts)=31,24,23,16。也就是說，無設置散熱膜層的情況與設置有3.7微米之散熱膜層的情況相比，熱阻差異將近50%[(31-16)/31=48%]，因此設置散熱膜層能有效提升熱傳導效應。
三個光路轉折元件34設置於投影光源面31與影像提供面32之間，包含一第一光路轉折元件341、一第二光路轉折元件342以及一第三光路轉折元件343。第一光路轉折元件341、第二光路轉折元件342與第三光路轉折元件343依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組35與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面31與影像提供面32各自與出光軸LEA實質上平行。並且，勻光層36與準直層37位於投影光源面31與影像提供面32之間。
第一投影光源311對應第一影像區域321與第一光 路轉折元件341，第二投影光源312對應第二影像區域322與第二光路轉折元件342，第三投影光源313對應第三影像區域323與第三光路轉折元件343。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源311、第二投影光源312與第三投影光源313分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過勻光層36、準直層37與其中一個散熱膜層HDM後射向第一影像區域321、第二影像區域322與第三影像區域323，並透過影像提供裝置33轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光在影像提供裝置33被反射，再次通過準直層37後被第一光路轉折元件341轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件342；綠色的成像光同樣在影像提供裝置33被反射，再次通過準直層37後被第二光路轉折元件342轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件343；紅色的成像光同樣在影像提供裝置33被反射，再次通過準直層37後被第三光路轉折元件343轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組35聚焦投影至目標物上。
<第四實施例>
請參照圖6，係根據本發明第四實施例所繪示之投影裝置的示意圖。
本實施例提供一種投影裝置4，包含一機板4a、一光機引擎40以及例如為外殼或散熱裝置等其他部件(未繪示)。光機引擎40設置於機板4a上。其他部件直接或間接地與機板4a 和光機引擎40耦接。
光機引擎40包含一基板BS、一投影光源面41、一影像提供面42、一影像提供裝置43、三個光路轉折元件44、一投影鏡片組45、一勻光層46以及一準直層47。
基板BS設置於機板4a的正面。並且，機板4a在其背面鍍有具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。
投影光源面41位於基板BS遠離機板4a之一側，投影光源面41具有三個投影光源410。三個投影光源410包含一第一投影光源411、一第二投影光源412以及一第三投影光源413。第一投影光源411、第二投影光源412與第三投影光源413各自投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長的光線。並且，投影光源410鍍有具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。
影像提供面42相隔於投影光源面41，或者也可以說，影像提供面42與投影光源面41之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面42具有三個影像區域420。三個影像區域420包含一第一影像區域421、一第二影像區域422以及一第三影像區域423。
影像提供裝置43為數位微鏡元件。影像提供裝置43具有正面及背面，並且影像提供面42位於影像提供裝置43的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置43對應到三個影像區域420。影像提供裝置43在外側具有次波長抗反射結構433以減少光機引擎40內大視角雜散光的產生。並且，影像提供裝置43 在其正面鍍有具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。其中，散熱膜層HDM的厚度為Td，其滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。具體來說，其滿足下列條件：Td=0.9[微米]；2.3[微米]；或3.7[微米]。
三個光路轉折元件44設置於投影光源面41與影像提供面42之間，包含一第一光路轉折元件441、一第二光路轉折元件442以及一第三光路轉折元件443。第一光路轉折元件441、第二光路轉折元件442與第三光路轉折元件443依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組45與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面41與影像提供面42各自與出光軸LEA實質上平行。並且，勻光層46與準直層47位於投影光源面41與影像提供面42之間。
第一投影光源411對應第一影像區域421與第一光路轉折元件441，第二投影光源412對應第二影像區域422與第二光路轉折元件442，第三投影光源413對應第三影像區域423與第三光路轉折元件443。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源411、第二投影光源412與第三投影光源413分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過勻光層46、準直層47、次波長抗反射結構433與其中一個散熱膜層HDM後射向第一影像區域421、第二影像區域422與第三影像區域423，並透過影像提供裝置43轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光在影像提 供裝置43被反射，再次通過準直層47後被第一光路轉折元件441轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件442；綠色的成像光同樣在影像提供裝置43被反射，再次通過準直層47後被第二光路轉折元件442轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件443；紅色的成像光同樣在影像提供裝置43被反射，再次通過準直層47後被第三光路轉折元件443轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組45聚焦投影至目標物上。
<第五實施例>
在前一實施例中，次波長抗反射結構433係直接接觸於散熱膜層HDM，但本發明不以此為限。請參照圖7，係根據本發明第五實施例所繪示之光機引擎的局部示意圖。以下僅針對本實施例與前述實施例不同之處進行說明，其餘部分將被省略。
在本實施例中，次波長抗反射結構533係透過抗反射膜層ARL間接接觸於散熱膜層HDM。藉由設置次波長抗反射結構533與抗反射膜層ARL，可更進一步地減少光機引擎50內大視角雜散光的產生。
<第六實施例>
請參照圖8，係根據本發明第六實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎60，包含一基板BS、一投影光源面61、一影像提供面62、一影像提供裝置63、三個光 路轉折元件64以及一投影鏡片組65。
投影光源面61位於基板BS之一側，投影光源面61具有三個投影光源610。三個投影光源610包含一第一投影光源611、一第二投影光源612以及一第三投影光源613。第一投影光源611、第二投影光源612與第三投影光源613各自投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長的光線。
影像提供面62相隔於投影光源面61，或者也可以說，影像提供面62與投影光源面61之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面62具有三個影像區域620。三個影像區域620包含一第一影像區域621、一第二影像區域622以及一第三影像區域623。
影像提供裝置63為液晶顯示裝置。影像提供裝置63具有正面及背面，並且影像提供面62位於影像提供裝置63的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置63對應到三個影像區域620。影像提供裝置63在外側具有次波長抗反射結構633以減少光機引擎60內大視角雜散光的產生。
三個光路轉折元件64包含一第一光路轉折元件641、一第二光路轉折元件642以及一第三光路轉折元件643。第一光路轉折元件641為反射鏡，第二光路轉折元件642為分色鏡，而第三光路轉折元件643為分色鏡。第一光路轉折元件641、第二光路轉折元件642與第三光路轉折元件643依序沿一出光軸LEA排列。並且，影像提供面62設置於投影光源面61與三個光 路轉折元件64之間。
投影鏡片組65與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面61與影像提供面62各自與出光軸LEA實質上平行。
第一投影光源611對應第一影像區域621與第一光路轉折元件641，第二投影光源612對應第二影像區域622與第二光路轉折元件642，第三投影光源613對應第三影像區域623與第三光路轉折元件643。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源611、第二投影光源612與第三投影光源613分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過次波長抗反射結構633後射向第一影像區域621、第二影像區域622與第三影像區域623，並透過影像提供裝置63轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光、綠色的成像光與紅色的成像光通過影像提供裝置63後分別被第一光路轉折元件641、第二光路轉折元件642與第三光路轉折元件643轉折而沿出光軸LEA射向投影鏡片組65，以聚焦投影至目標物上。
<第七實施例>
請參照圖9，係根據本發明第七實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎70，包含一基板BS、一投影光源面71、一影像提供面72、一影像提供裝置73、三個光路轉折元件74、一投影鏡片組75以及一準直層77。
投影光源面71位於基板BS之一側，且可為面板光 源。投影光源面71具有三組投影光源710。三組投影光源710包含一組第一投影光源711、一組第二投影光源712以及一組第三投影光源713。第一投影光源711、第二投影光源712與第三投影光源713各自為投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長光線的次毫米發光二極體、微型發光二極體或微型有機發光二極體。
影像提供面72相隔於投影光源面71，或者也可以說，影像提供面72與投影光源面71之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面72具有三個影像區域720。三個影像區域720包含一第一影像區域721、一第二影像區域722以及一第三影像區域723。
影像提供裝置73為數位微鏡元件或矽基液晶顯示器。影像提供裝置73具有正面及背面，並且影像提供面72位於影像提供裝置73的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置73對應到三個影像區域720。
三個光路轉折元件74設置於投影光源面71與影像提供面72之間，包含一第一光路轉折元件741、一第二光路轉折元件742以及一第三光路轉折元件743。第一光路轉折元件741、第二光路轉折元件742與第三光路轉折元件743依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組75與出光軸LEA位在同一光路上，且投影光源面71與影像提供面72各自與出光軸LEA實質上平行。並且，準直層77位於投影光源面71與影像提供面72之間。
第一投影光源711對應第一影像區域721與第一光路轉折元件741，第二投影光源712對應第二影像區域722與第二光路轉折元件742，第三投影光源713對應第三影像區域723與第三光路轉折元件743。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源711、第二投影光源712與第三投影光源713分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過準直層77後射向第一影像區域721、第二影像區域722與第三影像區域723，並透過影像提供裝置73轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光在影像提供裝置73被反射，再次通過準直層77後被第一光路轉折元件741轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件742；綠色的成像光同樣在影像提供裝置73被反射，再次通過準直層77後被第二光路轉折元件742轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件743；紅色的成像光同樣在影像提供裝置73被反射，再次通過準直層77後被第三光路轉折元件743轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組75聚焦投影至目標物上。
<第八實施例>
請參照圖10，係根據本發明第八實施例所繪示之光機引擎的示意圖。
本實施例提供一種光機引擎80，包含一基板BS、一投影光源面81、一影像提供面82、一影像提供裝置83、三個光路轉折元件84、一投影鏡片組85以及一勻光層86。
投影光源面81位於基板BS之一側，投影光源面81具有三個投影光源810。三個投影光源810包含一第一投影光源811、一第二投影光源812以及一第三投影光源813。第一投影光源811、第二投影光源812與第三投影光源813各自為投射出如藍光、綠光與紅光等不同波長光線的垂直腔面射型雷射器或發光二極體。
影像提供面82相隔於投影光源面81，或者也可以說，影像提供面82與投影光源面81之間具有一空氣間距(未另標號)。影像提供面82具有三個影像區域820。三個影像區域820包含一第一影像區域821、一第二影像區域822以及一第三影像區域823。
影像提供裝置83為數位微鏡元件或矽基液晶顯示器。影像提供裝置83具有正面及背面，並且影像提供面82位於影像提供裝置83的正面。在本實施例中，係由一個影像提供裝置83對應到三個影像區域820。
三個光路轉折元件84設置於投影光源面81與影像提供面82之間，包含一第一光路轉折元件841、一第二光路轉折元件842以及一第三光路轉折元件843。第一光路轉折元件841為分束器，第二光路轉折元件842為反射式偏光元件，而第三光路轉折元件843為分束器。第一光路轉折元件841、第二光路轉折元件842與第三光路轉折元件843依序沿一出光軸LEA排列。
投影鏡片組85具有一超穎透鏡851，且投影鏡片組 85與出光軸LEA位在同一光路上。投影光源面81與影像提供面82各自與出光軸LEA實質上平行。並且，勻光層86位於投影光源面81與影像提供面82之間。
第一投影光源811對應第一影像區域821與第一光路轉折元件841，第二投影光源812對應第二影像區域822與第二光路轉折元件842，第三投影光源813對應第三影像區域823與第三光路轉折元件843。具體來說，位於基板BS之一側的第一投影光源811、第二投影光源812與第三投影光源813分別發出藍色、綠色與紅色的光線；這些光線通過勻光層86後分別經由第一光路轉折元件841、第二光路轉折元件842與第三光路轉折元件843射向第一影像區域821、第二影像區域822與第三影像區域823，並透過影像提供裝置83轉換成圖案化的三色成像光；藍色的成像光在影像提供裝置83被反射，並被第一光路轉折元件841轉折後沿出光軸LEA射向第二光路轉折元件842；綠色的成像光同樣在影像提供裝置83被反射，並被第二光路轉折元件842轉折後與藍色成像光合光，沿出光軸LEA射向第三光路轉折元件843；紅色的成像光同樣在影像提供裝置83被反射，並被第三光路轉折元件843轉折後與經合光的藍色成像光和綠色成像光合光；最終合光的三色成像光沿出光軸LEA射出，並由投影鏡片組85聚焦投影至目標物上。
<第九實施例>
請參照圖11與圖12，其中圖11係根據本發明第九 實施例所繪示之投影裝置的示意圖，且圖12係圖11之投影裝置的內部配置示意圖。
本實施例提供一種投影裝置9，包含一機板9a、光機引擎90、一外殼9b、一散熱裝置9c、一飛時測距感測元件9d、一無線連接裝置(未繪示)以及一喇叭(未繪示)。
光機引擎90例如與第一實施例的光機引擎10相同，但本發明不以此為限。光機引擎90亦可為其他實施例的光機引擎20~80。光機引擎90與飛時測距感測元件9d配置於機板9a的正面上。外殼9b包覆機板9a、光機引擎90與飛時測距感測元件9d，並且外殼9b具有開孔(未另標號)以將光機引擎90的投影鏡片組95與飛時測距感測元件9d暴露於外。散熱裝置9c連接於外殼9b。散熱裝置9c垂直於光機引擎90的投影光源面91與影像提供面92，且散熱裝置9c的風道方向平行經過投影光源面91與影像提供面92。
機板9a在其背面鍍有具有類鑽碳鍍膜或石墨烯鍍膜的散熱膜層HDM。其中，散熱膜層HDM的厚度為Td，其滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。並且，在投影光源面91與影像提供面92遠離彼此的一側亦各自鍍有散熱膜層HDM。並且，外殼9b亦在其內側鍍有散熱膜層HDM。
無線連接裝置例如利用藍芽或無線網路來與例如為智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦、家用遊戲主機或手持裝置(如，遙控器、握把或搖桿)等外部裝置進行資料 傳輸連接，以將欲投影的影像提供給投影裝置9。並且，欲投影之影像的聲音能由投影裝置的喇叭所播放。
投影裝置9從無線連接裝置接收欲投影的影像，藉由光機引擎90的投影鏡片組95將欲投影之影像的成像光聚焦投影至目標物(如投影面)上，並利用飛時測距感測元件9d來輔助對焦與影像校正。並且，投影裝置9藉由設置於機板9a、投影光源面91、影像提供面92與外殼9b的散熱膜層HDM和設置於外殼9b的散熱裝置9c來分別達到利用熱傳導與熱對流來帶離光機引擎90運作時所產生之廢熱的效果。
根據上述實施例所揭露的光機引擎與投影裝置，藉由將三個投影光源設置於同一平面及將三個影像區域設置於同一平面，並將三個光路轉折元件設置於同一光軸上，可有效地小型化投影裝置體積，並減少合光裝置進行合光時產生的影像模糊，並降低投影裝置元件生產及組裝時的難度。
此外，藉由所有光源於同一平面及所有影像區域於同一平面的配置，得以在此平面配置上設置具有良好散熱效果的鍍膜層，以有效增加投影裝置的散熱能力，避免投影裝置減少體積後因散熱不良限制光源功率。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:光機引擎
11:投影光源面
110:投影光源
111:第一投影光源
112:第二投影光源
113:第三投影光源
12:影像提供面
120:影像區域
121:第一影像區域
122:第二影像區域
123:第三影像區域
13:影像提供裝置
14:光路轉折元件
141:第一光路轉折元件
142:第二光路轉折元件
143:第三光路轉折元件
15:投影鏡片組
16:勻光層
BS:基板
LEA:出光軸

Claims (26)

  1. 一種光機引擎，包含：一影像提供面，具有三個影像區域，其中該三個影像區域包含一第一影像區域、一第二影像區域以及一第三影像區域；一投影光源面，具有三個投影光源，其中該三個投影光源包含一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且該第一投影光源、該第二投影光源與該第三投影光源各自投射出不同波長的光線；一投影鏡片組；以及三個光路轉折元件，設置於該影像提供面與該投影光源面之間，其中該三個光路轉折元件包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且該第一光路轉折元件、該第二光路轉折元件與該第三光路轉折元件沿一出光軸排列；其中，該影像提供面與該投影光源面各自與該出光軸實質上平行，且該影像提供面與該投影光源面之間具有一空氣間距；其中，該第一投影光源對應該第一光路轉折元件與該第一影像區域，該第二投影光源對應該第二光路轉折元件與該第二影像區域，該第三投影光源對應該第三光路轉折元件與該第三影像區域，且該出光軸與該投影鏡片組位在同一光路上。
  2. 如請求項1所述之光機引擎，更包含一影像提供裝置，其中該影像提供裝置具有一正面及一背面，該影像提供 面位於該影像提供裝置的該正面，且該影像提供裝置為數位微鏡元件。
  3. 如請求項2所述之光機引擎，其中該影像提供裝置具有一消光面，且該消光面具有次波長抗反射結構。
  4. 如請求項1所述之光機引擎，更包含一影像提供裝置，其中該影像提供裝置具有一正面及一背面，該影像提供面位於該影像提供裝置的該正面，且該影像提供裝置為矽基液晶顯示器。
  5. 如請求項4所述之光機引擎，其中該影像提供裝置具有次波長抗反射結構。
  6. 如請求項1所述之光機引擎，其中該三個光路轉折元件當中至少一者為反射式偏光元件。
  7. 如請求項1所述之光機引擎，其中該三個投影光源當中至少一者為一雷射光源。
  8. 如請求項7所述之光機引擎，其中該雷射光源為垂直腔面射型雷射器。
  9. 如請求項1所述之光機引擎，其中該三個投影光源當中至少一者為次毫米發光二極體。
  10. 如請求項1所述之光機引擎，其中該三個投影光源當中至少一者為微型發光二極體。
  11. 如請求項1所述之光機引擎，更包含一影像提供裝置，其中該影像提供裝置具有一正面及一背面，該影像提供 面位於該影像提供裝置的該正面，且該影像提供裝置在其正面與背面當中至少一面設置有一散熱膜層。
  12. 如請求項11所述之光機引擎，其中該散熱膜層具有類鑽碳鍍膜，該散熱膜層的厚度為Td，其滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。
  13. 如請求項12所述之光機引擎，其中該散熱膜層的厚度為Td，其滿足下列條件：3.5[微米]<Td<4.0[微米]。
  14. 如請求項1所述之光機引擎，其中該投影鏡片組具有至少一超穎透鏡。
  15. 如請求項1所述之光機引擎，更包含一準直層，其中該準直層位於該影像提供面與該投影光源面之間。
  16. 一種光機引擎，包含：一影像提供面，具有三個影像區域，其中該三個影像區域包含一第一影像區域、一第二影像區域以及一第三影像區域；一投影光源面，具有三個投影光源，其中該三個投影光源包含一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且該第一投影光源、該第二投影光源與該第三投影光源各自投射出不同波長的光線；一投影鏡片組；三個光路轉折元件，包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且該第一光路轉折元件、該第二光路轉折元件與該第三光路轉折元件沿一出光軸排列；以及 一影像提供裝置，具有一正面及一背面，其中該影像提供面位於該影像提供裝置的該正面，且該影像提供裝置具有次波長抗反射結構；其中，該影像提供面與該投影光源面各自與該出光軸實質上平行，且該影像提供面與該投影光源面之間具有一空氣間距；其中，該第一投影光源對應該第一光路轉折元件與該第一影像區域，該第二投影光源對應該第二光路轉折元件與該第二影像區域，該第三投影光源對應該第三光路轉折元件與該第三影像區域，且該出光軸與該投影鏡片組位在同一光路上。
  17. 如請求項16所述之光機引擎，其中該影像提供面設置於該投影光源面與該三個光路轉折元件之間。
  18. 如請求項17所述之光機引擎，其中該影像提供裝置為液晶顯示裝置。
  19. 如請求項17所述之光機引擎，其中該三個光路轉折元件當中至少一者為反射元件。
  20. 如請求項17所述之光機引擎，其中該三個光路轉折元件當中至少一者為分色鏡。
  21. 一種投影裝置，包含：一機板；一光機引擎，配置於該機板上，該光機引擎包含： 一影像提供面，具有三個影像區域，其中該三個影像區域包含一第一影像區域、一第二影像區域以及一第三影像區域；一投影光源面，具有三個投影光源，其中該三個投影光源包含一第一投影光源、一第二投影光源以及一第三投影光源，且該第一投影光源、該第二投影光源與該第三投影光源各自投射出不同波長的光線；一投影鏡片組；以及三個光路轉折元件，設置於該影像提供面與該投影光源面之間，其中該三個光路轉折元件包含一第一光路轉折元件、一第二光路轉折元件以及一第三光路轉折元件，且該第一光路轉折元件、該第二光路轉折元件與該第三光路轉折元件沿一出光軸排列；一外殼，包覆該機板與該光機引擎；以及一散熱裝置，連接於該外殼；其中，該光機引擎的該影像提供面與該投影光源面各自與該出光軸實質上平行，且該影像提供面與該投影光源面之間具有一空氣間距；其中，該光機引擎的該第一投影光源對應該第一光路轉折元件與該第一影像區域，該第二投影光源對應該第二光路轉折元件與該第二影像區域，該第三投影光源對應該第三光路轉折元件與該第三影像區域，且該出光軸與該投影鏡片組位在同一光路上。
  22. 如請求項21所述之投影裝置，其中該機板在其正面與背面當中至少一面設置有一散熱膜層。
  23. 如請求項22所述之投影裝置，其中該散熱膜層具有類鑽碳鍍膜，該散熱膜層的厚度為Td，其滿足下列條件：0.5[微米]<Td<5.0[微米]。
  24. 如請求項22所述之投影裝置，其中該散熱膜層具有石墨烯鍍膜。
  25. 如請求項21所述之投影裝置，更包含飛時測距感測元件。
  26. 如請求項21所述之投影裝置，其中該外殼在其內側與外側當中至少一側設置有類鑽碳鍍膜。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070103649A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-10 Seiko Epson Corporation Light source device and projector including light source device
TW201932967A (zh) * 2018-01-19 2019-08-16 中強光電股份有限公司 照明系統與投影裝置
TW202030522A (zh) * 2019-01-31 2020-08-16 杭天創新科技有限公司 彩色投影裝置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6788841B2 (en) 2002-01-16 2004-09-07 Genvac Corporation Diamond-like carbon heat sink for reflective optical switches and devices
JP4283738B2 (ja) 2004-07-08 2009-06-24 浜松ホトニクス株式会社 半導体レーザ装置
US20070035930A1 (en) 2005-08-10 2007-02-15 Chien-Min Sung Methods and devices for cooling printed circuit boards
CN101702072B (zh) 2008-11-06 2011-03-23 上海丽恒光微电子科技有限公司 光投影引擎设备
JP2012526291A (ja) * 2009-05-05 2012-10-25 レモプティックス ソシエテ アノニム マイクロプロジェクション装置におけるパッシブアライメント法とその応用
US8440500B2 (en) 2009-05-20 2013-05-14 Interlight Optotech Corporation Light emitting device
US8159624B2 (en) 2010-05-13 2012-04-17 Seiko Epson Corporation Projector
KR101193311B1 (ko) 2010-09-29 2012-10-19 삼성전기주식회사 고분자 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연 필름, 그리고 상기 절연 필름의 제조 방법
TWM409452U (en) 2011-01-28 2011-08-11 Megaforce Co Ltd Micro projection device and light source module
JP5941146B2 (ja) 2011-07-29 2016-06-29 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 投影取込システム、プログラムおよび方法
TW201324880A (zh) 2011-12-01 2013-06-16 Galaxy Pcb Co Ltd 覆晶發光二極體的封裝製造方法
US9472005B1 (en) * 2012-04-18 2016-10-18 Amazon Technologies, Inc. Projection and camera system for augmented reality environment
CN105404009A (zh) 2014-07-31 2016-03-16 欧司朗有限公司 用于光学投影装置的光引擎和光学投影装置
TWI556017B (zh) 2014-10-16 2016-11-01 信泰光學（深圳）有限公司 微投影機
US10230928B2 (en) 2014-10-27 2019-03-12 Texas Instruments Incorporated Color recapture using polarization recovery in a color-field sequential display system
TWI591290B (zh) 2015-08-24 2017-07-11 Bgt Mat Ltd Method for manufacturing LED bulbs with graphene filaments
TWI609228B (zh) 2017-02-24 2017-12-21 揚明光學股份有限公司 投影裝置及顯示系統
CN107203087A (zh) * 2017-06-21 2017-09-26 太仓派欧技术咨询服务有限公司 一种投影机用散热涂层系统及其涂层制备方法
CN209417511U (zh) * 2019-02-01 2019-09-20 杭天创新科技有限公司 一种彩色投影装置
CN110426849A (zh) 2019-06-26 2019-11-08 华为技术有限公司 一种投影系统及增强现实装置
US11372250B2 (en) 2019-09-26 2022-06-28 Himax Technologies Limited Head-mounted display having reflective elements
TWI811774B (zh) * 2021-08-25 2023-08-11 大立光電股份有限公司 光學透鏡組及頭戴裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070103649A1 (en) * 2005-11-01 2007-05-10 Seiko Epson Corporation Light source device and projector including light source device
TW201932967A (zh) * 2018-01-19 2019-08-16 中強光電股份有限公司 照明系統與投影裝置
TW202030522A (zh) * 2019-01-31 2020-08-16 杭天創新科技有限公司 彩色投影裝置

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