專利名稱：投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，特別是涉及一種投影裝置。
背景技術(shù)：
參閱圖1，其現(xiàn)有非遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)(non-telecentric optical system)的投影裝置1適用于將影像投射于一屏幕16上，并包括一發(fā)光單元11、一聚光鏡(condenser)12、一中繼透鏡(relay lens)13、一接受非平行入射光的反射式光閥(light valve)14，以及一投影鏡頭(projection lens)15。
其中發(fā)光單元11包括多個(gè)發(fā)射光束的發(fā)光二極管(Light EmittingDiode，LED)111及一使該光束的光強(qiáng)度分布均勻的積分柱(integrated rod)112。該聚光鏡12接收自該積分柱112射出的該光束。
該中繼透鏡13包括一凹陷形成在邊緣的缺角131，并接收自該積分柱112射出且穿過該聚光鏡12的該光束。該中繼透鏡13與聚光鏡12相配合以調(diào)整光束大小(beam size)，詳言之，該光束穿過該聚光鏡12與中繼透鏡13后的光束大小是由該聚光鏡12與中繼透鏡13間的距離決定，且該聚光鏡12與中繼透鏡13間的距離需依據(jù)焦距來決定，亦即通過選擇聚光鏡12與中繼透鏡13的焦距來調(diào)整射出光束的大小。該反射式光閥14將自該中繼透鏡13射出的該光束調(diào)變成影像光束。該投影鏡頭15接收并投射該影像光束至該屏幕16上。
現(xiàn)有投影裝置1為低偏移量(offset)時(shí)，即偏移量為100％～110％，必須使該中繼透鏡13很靠近該投影鏡頭15，故該中繼透鏡13為避開該投影鏡頭15而設(shè)計(jì)有該缺角131，且偏移量愈低則缺角131愈大。該缺角131處的不規(guī)則形狀會(huì)造成如三棱鏡的分光效果，也就是入射該中繼透鏡13鄰近該缺角131處的光束會(huì)被分光，如圖2所示，投射于屏幕16上的影像的色彩會(huì)不均勻。亦即當(dāng)屏幕16上的影像應(yīng)全部為白色時(shí)，在屏幕16角落處的影像卻因該缺角131造成該光束被分光而明顯看到紅、藍(lán)等色光，導(dǎo)致投射于該角落的影像的色差(color deviation)(屏幕上不同位置的色坐標(biāo)的差異)大且色彩均勻度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種投射于屏幕上的影像的色差小且色彩均勻度高的投影裝置。
于是，本發(fā)明投影裝置適用于將一影像光束投射于一屏幕上，并包括一發(fā)光單元、一中繼透鏡、多個(gè)光掩模、一反射式光閥，以及一投影鏡頭。其中該發(fā)光單元發(fā)射出一光束。
該中繼透鏡配置于該光束的傳遞路徑上，用以接收自該發(fā)光單元射出的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角。
該各光掩模固定于該中繼透鏡的表面且鄰近該缺角并呈間隔排列。
該反射式光閥與該中繼透鏡相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該中繼透鏡射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束。該投影鏡頭鄰設(shè)于該中繼透鏡的缺角處，用以接收該反射式光閥所反射出的影像光束并投射至該屏幕上。
本發(fā)明的功效在于通過增加多個(gè)固定于該中繼透鏡且鄰近該缺角并呈間隔排列的光掩模，使入射該各光掩模的光束中某些波長的光被該各光掩模擋住，以減緩該缺角處的不規(guī)則形狀所造成的如三棱鏡的分光效果，則投射于屏幕上的影像的色彩會(huì)更為均勻，故影像的色差小且色彩均勻度高。


圖1是一示意圖，其說明現(xiàn)有的投影裝置；圖2是一實(shí)驗(yàn)圖，其說明現(xiàn)有投影裝置投射于一屏幕上一角落的影像的色差大且色彩均勻度低；圖3是一示意圖，其說明本發(fā)明投影裝置的第一較佳實(shí)施例；圖4是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的一光源具有四發(fā)光二極管；圖5是一立體圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的多個(gè)光掩模固定于該中繼透鏡的表面且鄰近該缺角并呈間隔排列；圖6是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的每一光掩模均為矩形；
圖7是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的該各光掩模依其它方式間隔排列；圖8是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的該各光掩模依其它方式間隔排列；圖9是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的該各光掩模依其它方式間隔排列；圖10是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的該各光掩模彼此交錯(cuò)排列；圖11是一示意圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的該各光掩模為橢圓形；圖12是一實(shí)驗(yàn)圖，其說明該第一較佳實(shí)施例的影像光束投射于一屏幕上一角落的影像的色差小且色彩均勻度高；圖13是一示意圖，其說明本發(fā)明投影裝置的第二較佳實(shí)施例；及圖14是一示意圖，其說明本發(fā)明投影裝置的第三較佳實(shí)施例。
主要元件符號說明1投影裝置11 發(fā)光單元111 發(fā)光二極管112 積分柱12 聚光鏡13 中繼透鏡131 缺角14 反射式光閥15 投影鏡頭16 屏幕2屏幕3發(fā)光單元3’ 發(fā)光單元31 光源31’ 光源311 發(fā)光二極管32 積分柱
33 色輪41 聚光鏡42 中繼透鏡421 缺角422 入射面423 出射面43 光掩模430 光柵5 反射式光閥6 投影鏡頭7 反射鏡71 缺角具體實(shí)施方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的三個(gè)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
在本發(fā)明被詳細(xì)描述之前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3，本發(fā)明投影裝置的第一較佳實(shí)施例是適用于將一影像光束投射于一屏幕2上，并包括一發(fā)光單元3、一聚光鏡41、一中繼透鏡42、多個(gè)光掩模43、一反射式光閥5，以及一投影鏡頭6。
該發(fā)光單元3包括一發(fā)射出一光束的光源31，及一與該光源31相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上且使該光束的光強(qiáng)度分布均勻的積分柱32，且該光源31具有多個(gè)依序點(diǎn)亮的發(fā)光二極管311。在本實(shí)施例中，該光源31是如圖4所示地具有四發(fā)光二極管311，且其中二個(gè)為綠光發(fā)光二極管(G)311，另外二個(gè)分別為紅光發(fā)光二極管(R)311與藍(lán)光發(fā)光二極管(B)311，但不以此數(shù)量、發(fā)光波長或排列位置為限。
參閱圖3及圖5，該聚光鏡41配置于該光束的傳遞路徑上，用以接收自該發(fā)光單元3的積分柱32射出的該光束。
該中繼透鏡42與該聚光鏡41相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，用以接收自該發(fā)光單元3的積分柱32射出且穿過該聚光鏡41的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角421。值得一提的是偏移量(offset)越低的非遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，中繼透鏡42的缺角421越大。
自該積分柱32射出的光束，依序穿過該聚光鏡41及中繼透鏡42之后，光束大小可被調(diào)整。光束大小是由該聚光鏡41與中繼透鏡42間的距離決定，且該聚光鏡41與中繼透鏡42間的距離需依據(jù)焦距來決定，亦即通過選擇聚光鏡41與中繼透鏡42的焦距來調(diào)整射出光束的大小。
在本實(shí)施例中，該中繼透鏡42為雙凸透鏡，但也可以為雙凹透鏡或凹凸透鏡。
該各光掩模43固定于該中繼透鏡42的表面且鄰近該缺角421，并呈間隔排列。則該發(fā)光單元3、聚光鏡41、中繼透鏡42與光掩模43構(gòu)成一照明系統(tǒng)。
參閱圖6，在本實(shí)施例中，該各光掩模43大致相互平行且間隔排列以形成一光柵430，且每一光掩模43均為矩形并為黑色，使每一光掩模43對可見光的穿透率為零，其制作方式例如可通過黏貼黑色的貼布作為該各光掩模43。然而，該各光掩模43的顏色、形狀、排列及穿透率并不以此為限，例如該各光掩模43可為對不同波長的光有不同穿透率或分別對不同波長的光有不同穿透率的半透明光掩模，或該各光掩模43也可以如圖7、圖8及圖9所示排列。參閱圖10，該各光掩模43也可區(qū)分為二組，同一組的光掩模43延伸方向彼此平行間隔排列，而與另一組光掩模43的延伸方向相互垂直交錯(cuò)。該各光掩模43也可以如圖11所示為橢圓形。
參閱圖3，該中繼透鏡42還具有一接收該光束的入射面422及一供該光束射出的出射面423，且在本實(shí)施例中該各光掩模43固定于該入射面422上。但該各光掩模43也可以固定于該出射面423上。
該反射式光閥5與該中繼透鏡42相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該中繼透鏡42射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束。在本實(shí)施例中，該反射式光閥5為數(shù)字微鏡元件(Digital Micromirror Device，DMD)，但也可以為硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)或光柵式光閥(grating light valve)。
該投影鏡頭6則是用以接收該反射式光閥5所反射出的影像光束并投射至該屏幕2上，且該投影鏡頭6鄰設(shè)于該中繼透鏡42的該缺角421處。
入射該各光掩模43的光束中，某些波長的光會(huì)被鄰近該缺角421并呈間隔排列的該各光掩模43擋住，以減緩該缺角421處的不規(guī)則形狀所造成的如三棱鏡的分光效果。如圖12所示，當(dāng)屏幕2上的影像應(yīng)全部為白色時(shí)，在屏幕2角落處之影像因該等光掩模43減緩分光效果而仍保持白色，故影像的色差小且色彩均勻度高。
參閱圖13，本發(fā)明投影裝置的第二較佳實(shí)施例與該第一較佳實(shí)施例不同在于該光源31’為一可提供白色光束的光源31’，該光源31’可為白光發(fā)光二極管、超高壓汞燈(Ultra High Pressure lamp，UHP lamp)、金屬鹵素?zé)?metal halide lamp)，及氙燈(xenon lamp)其中之一者，且該發(fā)光單元3’還包括一與該光源31’相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上的色輪(colorwheel)33。在本實(shí)施例中，采用超高壓汞燈為光源31’，且該積分柱32位于該色輪33與該中繼透鏡42間，但當(dāng)采用白光發(fā)光二極管為光源31’時(shí)，該積分柱32也可以位于該光源31’與該色輪33間。
參閱圖14，本發(fā)明投影裝置的第三較佳實(shí)施例與該第一較佳實(shí)施例不同在于由一反射鏡7取代該中繼透鏡42的功用。則該發(fā)光單元3、聚光鏡41、反射鏡7與光掩模43構(gòu)成一照明系統(tǒng)。
該反射鏡7與該聚光鏡41相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，用以反射自該發(fā)光單元3的積分柱32射出且穿過該聚光鏡41的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角71。在本實(shí)施例中，該反射鏡7為凹面鏡，但也可以為凸面鏡。
該反射式光閥5與該反射鏡7相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該反射鏡7反射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束。
該投影鏡頭6因反射鏡7的缺角71而得以更近距離地鄰設(shè)于該反射鏡7之該缺角71處。然而該缺角71處的不規(guī)則形狀卻造成如三棱鏡的分光效果，也就是入射該反射鏡7鄰近該缺角71處的光束會(huì)被分光再反射至該反射式光閥5。
該各光掩模43固定于該反射鏡7的表面且鄰近該缺角71并呈間隔排列，使入射該各光掩模43的光束中某些波長的光因該各光掩模43而不被反射，以減緩分光效果。
在本實(shí)施例中，該發(fā)光單元3的光源31具有四發(fā)光二極管311，但不以此為限。也可以采用第二較佳實(shí)施例的發(fā)光單元3’。
歸納上述，本發(fā)明投影裝置藉由增加多個(gè)固定于該中繼透鏡42或反射鏡7且鄰近該缺角421、71并經(jīng)適當(dāng)設(shè)計(jì)地間隔排列的光掩模43，使入射該等光掩模43的光束中，某些波長的光被該等光掩模43擋住或因該各光掩模43而不被反射，以減緩該缺角421、71處的不規(guī)則形狀所造成的如三棱鏡的分光效果。則投射于屏幕2上的影像的色彩會(huì)更為均勻，亦即當(dāng)屏幕2上的影像應(yīng)全部為白色時(shí)，在屏幕2角落處的影像就不會(huì)明顯看到紅、藍(lán)等色光，會(huì)因該各光掩模43減緩分光效果而仍保持白色，因此影像的色差小且色彩均勻度高。
以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，都仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影裝置，適用于將一影像光束投射于一屏幕上，并包括一發(fā)光單元，發(fā)射出一光束；一中繼透鏡，配置于該光束的傳遞路徑上，用以接收自該發(fā)光單元射出的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角；多個(gè)光掩模，固定于該中繼透鏡的表面且鄰近該缺角并呈間隔排列；一反射式光閥，與該中繼透鏡相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該中繼透鏡射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束；及一投影鏡頭，鄰設(shè)于該中繼透鏡的該缺角處，用以接收該反射式光閥所反射出的影像光束并投射至該屏幕上。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該各光掩模對可見光的穿透率為零。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該各光掩模對不同波長的光有不同的穿透率。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該各光掩模分別對不同波長的光有不同的穿透率。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該各光掩模為矩形或橢圓形。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該各光掩?？蓞^(qū)分為兩組，同一組的光掩模延伸方向彼此平行間隔排列，而與另一組光掩模的延伸方向相互垂直交錯(cuò)。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該中繼透鏡還包括一接收該光束的入射面及一供該光束射出的出射面，且該各光掩模固定于該入射面上。
8.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該中繼透鏡還包括一接收該光束的入射面及一供該光束射出的出射面，且該各光掩模固定于該出射面上。
9.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該中繼透鏡為雙凹透鏡、雙凸透鏡或凹凸透鏡其中之一者。
10.依據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，該發(fā)光單元包括一發(fā)射出該光束的光源，且該光源具有多個(gè)發(fā)光二極管。
11.一種投影裝置，適用于將一影像光束投射于一屏幕上，并包括一發(fā)光單元，發(fā)射出一光束；一反射鏡，配置于該光束的傳遞路徑上，用以反射自該發(fā)光單元射出的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角；多個(gè)光掩模，固定于該反射鏡的表面且鄰近該缺角并呈間隔排列；一反射式光閥，與該反射鏡相間隔地配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該反射鏡反射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束；及一投影鏡頭，鄰設(shè)于該反射鏡的該缺角處，用以接收該反射式光閥所反射出的影像光束并投射至該屏幕上。
12.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該各光掩模對可見光的穿透率為零。
13.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該各光掩模對不同波長的光有不同的穿透率。
14.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該各光掩模分別對不同波長的光有不同的穿透率。
15.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該各光掩模為矩形或橢圓形。
16.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該各光掩?？蓞^(qū)分為二組，同一組的光掩模延伸方向彼此平行間隔排列，而與另一組光掩模的延伸方向相互垂直交錯(cuò)。
17.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該反射鏡為凹面鏡或凸面鏡。
18.依據(jù)權(quán)利要求11所述的投影裝置，其中，該發(fā)光單元包括一發(fā)射出該光束的光源，且該光源具有多個(gè)發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開一種投影裝置，適用于將一影像光束投射于一屏幕上，并包括一發(fā)光單元、一中繼透鏡、多個(gè)光掩模、一反射式光閥，以及一投影鏡頭。該發(fā)光單元發(fā)射出一光束。該中繼透鏡配置于該光束的傳遞路徑上，用以接收自該發(fā)光單元射出的該光束，并包括一凹陷形成在邊緣的缺角。該各光掩模固定于該中繼透鏡的表面且鄰近該缺角并呈間隔排列。該反射式光閥配置于該光束的傳遞路徑上，以接收自該中繼透鏡射出的該光束并將該光束調(diào)變成影像光束。該投影鏡頭鄰設(shè)于該中繼透鏡的缺角處，以接收該反射式光閥所反射出的影像光束并投射至該屏幕上。
文檔編號G03B21/14GK101051172SQ200610074009
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者陳秋萍, 廖建中, 劉勁谷 申請人:中強(qiáng)光電股份有限公司