專利名稱：混光方法、混光裝置以及應(yīng)用該混光裝置的小型投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種混光方法與混光裝置，尤其是關(guān)于ー種應(yīng)用于小型投影裝置的混光方法、混光裝置以及應(yīng)用該混光裝置的小型投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日常生活中，投影系統(tǒng)經(jīng)常被用來將圖文或影像數(shù)據(jù)投射放大于投射面上，令使用者觀看時(shí)更具有視覺上的舒適性，且電子設(shè)備均有朝向輕、薄、短、小的設(shè)計(jì)趨勢來符合人性的需求，因此投影系統(tǒng)也不例外地趨于微小化，俾能應(yīng)用于3G手機(jī)、PDA等電子產(chǎn)品，亦或成為ー種可隨身攜帯的小型投影系統(tǒng)，藉此使用者可隨處利用投影系統(tǒng)來播放欲觀賞的影片，輕松地達(dá)到娛樂的效果。請參閱圖1，其為現(xiàn)有使用投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。投影系統(tǒng)I包括混光裝置11、 棱鏡12、顯示元件13以及光學(xué)鏡頭14，其中，顯示元件13為ー數(shù)字微型反射鏡(DMD)元件，混光裝置11所提供的光源透過棱鏡12而照射至顯示元件13上，以使顯示元件13所呈現(xiàn)的影像畫面經(jīng)過棱鏡12后投射至光學(xué)鏡頭14，光學(xué)鏡頭14再將該影像畫面投射至前方的投射面9上，使該影像畫面被放大顯示。一般來說，顯示元件13需要被均勻的光照射，否則所呈現(xiàn)的影像畫面的邊緣或中心可能存在光度或色彩不均勻的現(xiàn)象，故，混光裝置11所輸出的光的質(zhì)量是影響投影系統(tǒng)I成像好壞與否的關(guān)鍵因素之一。請參閱圖2，其為現(xiàn)有混光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?；旃庋b置11包括紅色發(fā)光単元111、綠色發(fā)光單兀112、藍(lán)色發(fā)光單兀113、合光結(jié)構(gòu)114以及光管結(jié)構(gòu)115,其中合光結(jié)構(gòu)114用以供紅色發(fā)光單元111所輸出的紅色光束、緑色發(fā)光單元112所輸出的緑色光束以及藍(lán)色發(fā)光単元113所輸出的藍(lán)色光束進(jìn)行合光動(dòng)作，且進(jìn)行合光動(dòng)作后的該些光束進(jìn)入光管結(jié)構(gòu)115內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射以彼此相互混合，進(jìn)而增加光度或色彩的均勻程度。惟，上述混光裝置11需特別設(shè)置合光結(jié)構(gòu)114供各色發(fā)光單元所輸出的光束結(jié)合，以致于投影系統(tǒng)I因混光裝置11的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜而無法有效縮小其體積。再者，光的光度或色彩的均勻程度與光管結(jié)構(gòu)115的長度成正比關(guān)系，亦即光管結(jié)構(gòu)115越長，其所輸出的光的光度或色彩就越均勻，然而，若是光管結(jié)構(gòu)115的長度太長，不但容易造成光能量的損耗，亦與縮小投影系統(tǒng)I的體積的目的相互抵觸；相反地，若是光管結(jié)構(gòu)115的長度越短，就越能縮小投影系統(tǒng)I的體積，但將造成不均勻的混光效果。故，單純僅利用光管結(jié)構(gòu)115作為使光的光度或色彩均勻化的手段是具有缺陷。根據(jù)以上所述，現(xiàn)有的混光裝置仍具有相當(dāng)大的改善空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題在干，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供ー種可提供光度均勻且色彩均勻的光源的混光方法與混光裝置。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在干，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供ー種應(yīng)用上述混光方法與混光裝置的小型投影系統(tǒng)，以簡化小型投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)而達(dá)到縮小體積的功效。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種混光裝置，用以提供光源予一顯示元件，該混光裝置包括光管結(jié)構(gòu)；多個(gè)發(fā)光單兀；其中，任ー發(fā)光單兀用以輸出一光束，且由該多個(gè)發(fā)光單兀所輸出的多條光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合；反射式偏極片，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射；以及微透鏡組，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該反射式偏極片之間，且用以增加混合后的該些光束的亂度。 較佳地，所述混光裝置是應(yīng)用于ー小型投影裝置的混光裝置。較佳地,該多個(gè)發(fā)光單兀設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端，且該光管結(jié)構(gòu)呈封閉式狀態(tài)。較佳地，該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端的面積小于或等于該出口端的面積，且該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出ロ端皆呈矩形，抑或該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出ロ端皆呈圓形，抑或該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出口端中的任ー者呈矩形，而另ー者呈圓形。較佳地，所述混光裝置還包括一 1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。較佳地，該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成，且該高反射率材質(zhì)為微發(fā)泡反射板(MCPET)、鍍膜反射鏡或白色高散射材料，而該反射式偏極片為奈米級(nano-scale)的線數(shù)組薄膜。較佳地，該微透鏡組包括多個(gè)微透鏡，該些微透鏡呈數(shù)組排列，且該些微透鏡中的任ー微透鏡為平凸透鏡、雙凸透鏡、凹凸透鏡、平凹透鏡、雙凹透鏡或凸凹透鏡。較佳地，該微透鏡組包括至少ニ個(gè)排列成--維數(shù)組的直條狀透鏡以及至少ニ個(gè)
排列成ー另一一維數(shù)組的橫條狀透鏡。較佳地，該些發(fā)光単元排列成一一維數(shù)組吋，該些微透鏡是排列成一與該些發(fā)光単元的排列方向相同的一維數(shù)組，且任一該微透鏡呈條狀，或者于該些發(fā)光單元呈不規(guī)則型態(tài)排列吋，該些微透鏡排列成一二維數(shù)組，且該些微透鏡中任ー微透鏡呈方形或圓形。較佳地，該些發(fā)光単元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光単元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束具有相同的顔色，但不具有相同的亮度。較佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，抑或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光單元以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色。較佳地，當(dāng)些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光單元為由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光ニ極管芯片時(shí)，該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)，而該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)?；蛘?，較佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，抑 或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色?；蛘?，較佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括一個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、ー個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片，且任ニ相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色?；蛘撸^佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光ニ極管芯片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行。或者，較佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光ニ極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光ニ極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。
或者，較佳地，該些發(fā)光単元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光ニ極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光ニ極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光單兀排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。較佳地,該些發(fā)光單兀分別于不同的時(shí)序中輸出該光束。較佳地,該顯示元件為反射式液晶(LCOS)元件、數(shù)字微型反射鏡(DMD)元件或穿透式液晶(IXD)元件。較佳地，本發(fā)明亦提供ー種小型投影系統(tǒng)，其包括 用以呈現(xiàn)一影像畫面的顯示元件；混光裝置，提供光源予該顯示元件，包括光管結(jié)構(gòu)、多個(gè)發(fā)光単元、反射式偏極片以及微透鏡組，該多個(gè)發(fā)光單兀中任ー發(fā)光單兀用以輸出一光束，且由該多個(gè)發(fā)光單兀所輸出的多條光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合；該反射式偏極片設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射；該微透鏡組設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該反射式偏極片之間，且用以增加混合后的該些光束的亂度；以及光學(xué)鏡頭，位于一投射面與該顯示元件之間，用以投射該影像畫面至該投射面，使該影像畫面被放大顯示于該投射面上。較佳地，所述小型投影系統(tǒng)還包括偏光分離棱鏡(PBS)，該偏光分離棱鏡設(shè)置于該顯示元件、該混光裝置以及該光學(xué)鏡頭之間，且該顯示元件為反射式液晶(LCOS)元件；抑或是該小型投影系統(tǒng)還包括全內(nèi)反射棱鏡(TIR)，該全內(nèi)反射棱鏡設(shè)置于該顯示元件、該混光裝置以及該光學(xué)鏡頭之間，且該顯示元件為數(shù)字微型反射鏡(DMD)元件；抑或是該顯示元件為穿透式液晶(LCD)元件。較佳地，該多個(gè)發(fā)光單元設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端，且該光管結(jié)構(gòu)呈封閉式狀態(tài)；抑或是該些發(fā)光單元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光単元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束具有相同的顔色，但不具有相同的亮度，或該些發(fā)光單兀分別于不同的時(shí)序中輸出該光束。較佳地，該混光裝置還包括一 1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光，抑或該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成。本發(fā)明還提供一種混光方法，應(yīng)用于一小型投影系統(tǒng)的混光裝置，該混光方法用以均勻混合多個(gè)發(fā)光単元所發(fā)出的多條光束，該混光方法包括提供一封閉空間，以供該些光束于該封閉空間內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射，以彼此相互混合；提供一光束亂度增加結(jié)構(gòu)，以增加混合后的該些光束的亂度；以及
提供一反射式偏極結(jié)構(gòu)，以供輸出亂度増加后的該些光束中的P偏極光，并供亂度増加后的該些光束中的S偏極光，反射回該封閉空間內(nèi)，以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。較佳地，該混光裝置包括光管結(jié)構(gòu)，該封閉空間形成于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)，且該多個(gè)發(fā)光單兀設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端；其中，該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成，且該反射式偏極結(jié)構(gòu)為反射式偏極片。較佳地，所述混光方法還包括提供ー輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以使被該反射式偏極結(jié)構(gòu)反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光；其中，該輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為ー 1/4波長片。較佳地，該光束亂度增加結(jié)構(gòu)為微透鏡組，且該微透鏡組包括多個(gè)微透鏡，該些微透鏡呈數(shù)組排列。
本發(fā)明還提供一種混光裝置，用以提供光源予ー顯示元件，該混光裝置包括光管結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)發(fā)光単元，用以輸出多條光束，且該些光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合；其中，該些發(fā)光單元是以數(shù)組方式排列，且該些發(fā)光單元依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈左右對稱、上下對稱及/或斜向?qū)ΨQ。較佳地，該些發(fā)光單元中的任二相鄰的發(fā)光單元所輸出的光束不具有相同的顏色。較佳地，該些發(fā)光單元由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光ニ極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光單元以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組之兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組之中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，抑或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組之發(fā)光二極管芯片所組成，其中該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括一個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、一個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行，抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光單元排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以 輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。較佳地，所述混光裝置還包括反射式偏極片，該反射式偏極片設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。較佳地，所述混光裝置還包括微透鏡組，該微透鏡組設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一端，用以增加混合后的該些光束的亂度。較佳地，所述混光裝置還包括一 1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。本發(fā)明還提供一種混光裝置，用以提供光源予ー顯示元件，該混光裝置包括光管結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)發(fā)光単元，用以輸出多條光束，且該些光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合；其中，該些發(fā)光單元是以數(shù)組方式排列，且該些發(fā)光單元中任二相鄰的發(fā)光単元所輸出的光束不具有相同的顔色。較佳地，該些發(fā)光単元是依據(jù)其所輸出的光束的顔色而呈左右對稱、上下對稱及/或斜向?qū)ΨQ。較佳地，該些發(fā)光単元由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光ニ極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光單元以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括ー個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、ー個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光二極管芯 片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光ニ極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行，抑或是該些發(fā)光ニ極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光ニ極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光單兀排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。較佳地，所述混光裝置還包括反射式偏極片，該反射式偏極片設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。較佳地，所述混光裝置還包括微透鏡組，該微透鏡組設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一端，用以增加混合后的該些光束的亂度。較佳地，所述混光裝置還包括一 1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。本發(fā)明混光方法與混光裝置可在縮短混光裝置的混光路徑的情況下，提供光度均勻且色彩均勻的光源，可使投影系統(tǒng)中的顯示元件被光度及色彩皆均勻的光照射，從而大大提高投影系統(tǒng)的小型化/可攜化的程度。


圖I :為現(xiàn)有投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 :為現(xiàn)有混光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A :為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3B :為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3C :為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3D :為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 :為圖3D所示的合光鏡的頻譜示意圖。圖5 :為本發(fā)明一較佳混光方法的流程圖。圖6 :為本發(fā)明混光裝置一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7A :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的平凸透鏡示意圖。圖7B :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的雙凸透鏡示意圖。圖7C :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的凹凸透鏡示意圖。圖7D :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的平凹透鏡示意圖。圖7E :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的雙凹透鏡示意圖。圖7F :為圖5中混光裝置的微透鏡組ー較佳實(shí)施例的凸凹透鏡示意圖。圖8A :為圖5所示實(shí)施例中微透鏡的第一種排列方式的示意圖。圖8B :為圖5所示實(shí)施例中微透鏡的第二種排列方式的示意圖。圖8C :為圖5所示實(shí)施例中微透鏡的第三種排列方式的示意圖。圖8D :為圖5所示實(shí)施例中微透鏡的第四種排列方式的示意圖。圖9A :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第一種排列方式的示意圖。圖9B :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第二種排列方式的示意圖。圖9C :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第三種排列方式的示意圖。圖9D :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第四種排列方式的示意圖。圖9E :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第五種排列方式的示意圖。圖9F :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第六種排列方式的示意圖。圖9G :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第七種排列方式的示意圖。圖9H :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第八種排列方式的示意圖。圖91 :為本發(fā)明混光裝置的發(fā)光單元的第九種排列方式的示意圖。圖10 :為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的控制概念示意圖。圖IlA :為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈矩形時(shí)的ー種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IlB :為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈矩形時(shí)的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖IlC :為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈圓形時(shí)的ー種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IlD :為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈圓形時(shí)的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的混光方法以及混光裝置可應(yīng)用于如下所述的四種實(shí)施方式的小型投影系統(tǒng)，但不以此局限本發(fā)明的應(yīng)用范疇，其中，該混光方法及該混光裝置將于后詳細(xì)說明之。請參閱圖3A，其為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。小型投影系統(tǒng)2a包括混光裝置21a、顯示元件22a以及光學(xué)鏡頭23a，且顯示元件22a設(shè)置于混光裝置21a與光學(xué)鏡頭23a之間，混光裝置21a用以提供光源照射在用以呈現(xiàn)影像畫面的顯示元件22a，再經(jīng)由光學(xué)鏡頭23a將呈現(xiàn)于顯示元件22a的影像投影放大至ー投射面9上。于本實(shí)施方式中，顯示元件22a為穿透式液晶(LCD)元件。 請參閱圖3B，其為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。小型投影系統(tǒng)2b包括混光裝置21b、偏光分離棱鏡(PBS，Polarized Beam Splitter) 24b、顯示元件22b以及光學(xué)鏡頭23b,且偏光分離棱鏡24b設(shè)置于顯不兀件22b、混光裝置21b以及光學(xué)鏡頭23b之間，混光裝置21b所提供的光源透過偏光分離棱鏡24b而照射至顯示元件22b上，接著顯示元件22b所呈現(xiàn)的影像畫面于經(jīng)過偏光分離棱鏡24b后投射至光學(xué)鏡頭23b，光學(xué)鏡頭23b再將該影像畫面投射至前方的投射面9上，使該影像畫面被放大顯示。于本實(shí)施方式中，顯示元件22b為反射式液晶(LCOS)元件。請參閱圖3C，其為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。小型投影系統(tǒng)2c包括混光裝置21c、全內(nèi)反射棱鏡(TIR，Total Internal Ref lect) 24c、顯示元件22c以及光學(xué)鏡頭23c，且全內(nèi)反射棱鏡24c設(shè)置于顯示元件22c、混光裝置21c以及光學(xué)鏡頭23c之間，混光裝置21c所提供的光源透過全內(nèi)反射棱鏡24c而照射至顯示元件22c上，接著顯示元件22c所呈現(xiàn)的影像畫面于經(jīng)過全內(nèi)反射棱鏡24c后投射至光學(xué)鏡頭23c，光學(xué)鏡頭23c再將該影像畫面投射至前方的投射面9上，使該影像畫面被放大顯示。于本實(shí)施方式中，顯示元件22c為數(shù)字微型反射鏡(DMD)元件。上述三種實(shí)施方式的小型投影系統(tǒng)僅利用単一混光裝置提供光源予顯示元件；當(dāng)然，本發(fā)明所揭露的小型投影系統(tǒng)亦可包括多個(gè)分別用以提供不同光源的混光裝置。請參閱圖3D，其為本發(fā)明小型投影系統(tǒng)第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。小型投影系統(tǒng)2d包括第一混光裝置2Id、第二混光裝置2Ie、合光鏡25d、全內(nèi)反射棱鏡24d、顯不兀件22d以及光學(xué)鏡頭23d，其中，第一混光裝置21d以綠色的發(fā)光二極管作為發(fā)光源，而第二混光裝置21e以紅色發(fā)光二極管與藍(lán)色發(fā)光二極管作為發(fā)光源，合光鏡25d則用以供第一混光裝置21d與第ニ混光裝置21e所輸出的光束進(jìn)行合光動(dòng)作，合光鏡25d的頻譜示意圖如圖4所示；其中，橫軸與縱軸分別表示光波長以及光穿透率，而XI、X2、X3則分別表示藍(lán)色發(fā)光二極管、緑色發(fā)光二極管、紅色發(fā)光二極管所輸出光束的平均光波長，故第一混光裝置21d所輸出的光束可直接穿透合光鏡25d，而第二混光裝置21e所輸出的光束則可于合光鏡25d處產(chǎn)生反射。再者，進(jìn)行合光動(dòng)作后的該些光束透過全內(nèi)反射棱鏡24d而照射至顯示元件22d上，接著顯示元件22d所呈現(xiàn)的影像畫面于經(jīng)過全內(nèi)反射棱鏡24d后投射至光學(xué)鏡頭23d，光學(xué)鏡頭23d再將該影像畫面投射至前方的投射面9上，使該影像畫面被放大顯示。于本實(shí)施方式中，顯示元件22d為數(shù)字微型反射鏡元件。為了獲得較佳的成像質(zhì)量，本發(fā)明提供ー種應(yīng)用于上述小型投影系統(tǒng)的混光裝置的混光方法，以均勻混合多個(gè)發(fā)光単元所發(fā)出的多條光束，進(jìn)而使上述小型投影系統(tǒng)中的顯示元件能夠被光度及色彩皆均勻的光照射。請參閱圖5，其為本發(fā)明一較佳混光方法的流程圖。步驟SI :提供一封閉空間，以供多個(gè)發(fā)光単元所發(fā)出的多條光束于該封閉空間內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射，進(jìn)而彼此相互混合；步驟S2 :提供一光束亂度増加結(jié)構(gòu)，以增加混合后的該些光束的亂度；步驟S3 :提供一反射式偏極結(jié)構(gòu)，以供輸出亂度増加后的該些光束中的P偏極光，并供亂度増加后的該些光束中的S偏極光，反射回封閉空間內(nèi)，以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射；以及 步驟S4 :提供ー輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以使被反射式偏極結(jié)構(gòu)反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。于ー較佳實(shí)施例中，上述光束亂度増加結(jié)構(gòu)可為ー微透鏡組，上述反射式偏極結(jié)構(gòu)可為一反射式偏極片，而上述輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可為ー 1/4波長片。需特別說明的是，于本實(shí)施例中所示的步驟S4，可視實(shí)際情況而選擇是否實(shí)施。接下來說明應(yīng)用上述混光方法的混光裝置。請參閱圖6，其為本發(fā)明混光裝置一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖?；旃庋b置21包括多個(gè)發(fā)光単元211、光管結(jié)構(gòu)212、1/4波長片213、微透鏡組214以及反射式偏極片215 ;其中，光管結(jié)構(gòu)212的底端2121為光源放置端，用以設(shè)置該些發(fā)光単元211，而光管結(jié)構(gòu)212的出口端2122由內(nèi)至外依序設(shè)置1/4波長片213、微透鏡組214以及反射式偏極片215，使得光管結(jié)構(gòu)212呈封閉式狀態(tài)。補(bǔ)充說明的是，本實(shí)施例中的1/4波長片213，可為ー輔助用途的元件，其可視實(shí)際情況而選擇設(shè)置與否。再者,該些發(fā)光單兀211中的任ー發(fā)光單兀211皆用以輸出一光束,且該些發(fā)光單元211中的任ニ個(gè)發(fā)光単元211所輸出的光束的顔色及亮度可以相同，亦可相異。又，前述混光方法的步驟SI所提到的封閉空間2120是形成于光管結(jié)構(gòu)212內(nèi)，且由多個(gè)發(fā)光単元211所發(fā)射的多條光束會(huì)打到光管結(jié)構(gòu)212的內(nèi)壁，并于封閉空間2120中進(jìn)行數(shù)次反射或散射而加以混光。此外，較佳的光管結(jié)構(gòu)212的內(nèi)壁表面應(yīng)由高反射率的材質(zhì)所制成，該高反射率的材質(zhì)可為微發(fā)泡反射板(MCPET)、鍍膜反射鏡或白色高散射材料等，但不以上述為限。再者，微透鏡組214包括多個(gè)微透鏡2141，且彼此相互混合的該些光束藉由穿過該些微透鏡2141而增加亂度，舉例來說，一群光束經(jīng)過ー個(gè)單一透鏡后仍為一群光束，而一群光束經(jīng)過兩個(gè)透鏡后卻轉(zhuǎn)變成兩群光束的相加，依此類推即是增加亂度。此外，請參閱圖7A 圖7F，上述微透鏡組214的任一微透鏡2141為圖7A所示的平凸透鏡，當(dāng)然其亦可選用圖7B所示的雙凸透鏡、圖7C所示的凹凸透鏡、圖7D所示的平凹透鏡、圖7E所示的雙凹透鏡或圖7F所示的凸凹透鏡，但不以上述為限。至于該些微透鏡2141的排列方式可為下述數(shù)種，且不以此為限。請參閱圖8A，其為本實(shí)施例中該些微透鏡的第一種排列方式的示意圖，其中該些微透鏡2141分為一群排列成一維數(shù)組的直條狀透鏡2141a以及一群排列成一維數(shù)組的橫條狀透鏡2141b。請參閱圖SB，其為本實(shí)施例中該些微透鏡的第二種排列方式的示意圖，其中該些微透鏡2141為ー群排列成一維數(shù)組的條狀透鏡，且該些微透鏡2141的排列方向相同于該些發(fā)光單元211的排列方向。再者，倘若不同顏色輸出的發(fā)光單元211呈不規(guī)則排列，則將該些微透鏡2141排列成ニ維數(shù)組為佳。請參閱圖8C，其為本實(shí)施例中該些微透鏡的第三種排列方式的示意圖，其中該些微透鏡2141是排列成ニ維數(shù)組，且該些微透鏡2141中的任一該微透鏡皆呈方形。請參閱圖8D，其為本實(shí)施例中該些微透鏡的第四種排列方式的示意圖，其中該些微透鏡2141是排列成ニ維數(shù)組，且該些微透鏡2141中的任ー該微透鏡皆呈圓形。請?jiān)俣葏㈤唸D6，藉由穿過微透鏡組214而增加亂度后的該些 光束LP+S，會(huì)投射到反射式偏極片215，且反射式偏極片215容許該些光束LP+S中的P偏極光LP通過，并往回反射該些光束中的S偏極光LS，使反射后的該些光束中的S偏極光LS于通過微透鏡組214與1/4波長片213后回到光管結(jié)構(gòu)212的封閉空間內(nèi)再度進(jìn)行數(shù)次反射或散射，以彼此均勻混合及轉(zhuǎn)化為P偏極光，因此被反射式偏極片215反射的該些光束可被有效回收。特別說明的是，1/4波長片213具有將被反射式偏極片215反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光的功效。此外，于本實(shí)施例中，反射式偏極片215為一奈米級(nano-scale)的線數(shù)組薄膜。舉例來說，假設(shè)第一次被傳送至反射式偏極片215的該些光束中，P偏極光占了該些光束的1/2光量，且S偏極光亦占了該些光束的1/2光量，且混光裝置21及其1/4波長片213提供被回收的S偏極光轉(zhuǎn)化為P偏極光的比率達(dá)1/2，則第二次被傳送至反射式偏極片215的光束中，P偏極光占了該些光束的1/4光量，且S偏極光亦占了該些光束的1/4光量，而該1/4光量的S偏極光被反射回光管結(jié)構(gòu)的封閉空間內(nèi)，同理，第三次被傳送至反射式偏極片215的光束中，P偏極光占了該些光束的1/8光量，且S偏極光亦占了該些光束的1/8光量，故，最后總共約有占了該些光束的(1/2+1/4+1/8+1/16+...)光量的P偏極光通過反射式偏極片215，相當(dāng)于第一次通過反射式偏極片215的P偏極光的2倍；也就是說，倘若混光裝置21不包含反射式偏極片215這樣具有光回收用途的元件，則將損失約1/2光量的光束。根據(jù)上述舉例可知，本發(fā)明混光裝置21因包含反射式偏極片215，使得該些發(fā)光單元211所提供的該些光束可經(jīng)過數(shù)次的混光而具有較高的顏色均勻度與亮度均勻度，亦増加該些光束的使用效率，并且令混光裝置21具有単一偏極化光的輸出功能。重要的是，本發(fā)明藉由重復(fù)回收利用S偏極光使得光管結(jié)構(gòu)212的長度可以有效縮短而不影響混光裝置21所輸出的該些光束的質(zhì)量。特別說明的是，光管結(jié)構(gòu)的長度越短，小型投影系統(tǒng)的整體體積就會(huì)越小。再者，該些發(fā)光單元211的排列方式亦是影響光管結(jié)構(gòu)212的長度的因素之一，其原理在于，該些發(fā)光單元211的排列狀態(tài)的亂度越大，則光管結(jié)構(gòu)212就能以較小的長度達(dá)到均勻混光的效果。以下將列舉數(shù)種較佳的該些發(fā)光単元的排列方式，但不以此為限。請參閱圖9A，其為該些發(fā)光單元的第一種排列方式的示意圖。其中，該些發(fā)光単元211為6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顔色。此外，上述用以輸出紅色光束的ニ個(gè)發(fā)光二極管芯片可串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)，上述用以輸出緑色光束的三個(gè)發(fā)光二極管芯片可串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)。于本實(shí)施方式中，該些發(fā)光単元211依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈左右對稱。請參閱圖9B，其為該些發(fā)光單元的第二種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光單元(G)以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顔色。此外，上述用以輸出藍(lán)色光束的ニ個(gè)發(fā)光二極管芯片可串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)，上述用以輸出緑色光束的三個(gè)發(fā)光二極管芯片可串聯(lián)連結(jié)或并聯(lián)連結(jié)。于本實(shí)施方式中，該些發(fā)光単元211依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈左右對稱。
請參閱圖9C，其為該些發(fā)光單元的第三種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)、四個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顏色。于本實(shí)施方式中，該些發(fā)光単元211依據(jù)其所輸出的光束的顔色而呈斜向?qū)ΨQ。請參閱圖9D，其為該些發(fā)光單元的第四種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顏色。于本實(shí)施方式中，該些發(fā)光単元211依據(jù)其所輸出的光束的顔色而呈斜向?qū)ΨQ。請參閱圖9E與圖9F，其分別為該些發(fā)光単元的第五種與第六種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片成，且該2x4數(shù)組是由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括一個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)、一個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顏色。請參閱圖9G，其為該些發(fā)光單元的第七種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為9個(gè)排列成一 3x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)，且該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行。于本實(shí)施方式中，該些發(fā)光単元211依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈斜向?qū)ΨQ。請參閱圖9H，其為該些發(fā)光單元的第八種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為12個(gè)排列成一 3x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片(B)、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)，且該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。請參閱圖91，其為該些發(fā)光單元的第九種排列方式的示意圖，其中該些發(fā)光単元211為15個(gè)排列成一 3x5數(shù)組的發(fā)光二極管芯片，其包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二 極管芯片(B)、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片(G)以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片(R)，且該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。當(dāng)然，上述圖9A 圖91僅為數(shù)種實(shí)施方式，并不以此局限本發(fā)明的應(yīng)用范疇，此當(dāng)亦可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求而進(jìn)行任何均等的變化設(shè)計(jì)，如該些發(fā)光単元211亦可依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈上下對稱。補(bǔ)充說明的是，上述用以輸出不同顔色光束的發(fā)光單元211可藉由控制器的控制而依序作動(dòng)，井利用人眼視覺暫留的特性，而形成不同色彩的光源。舉例來說，請參閱圖10，其為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的控制概念示意圖。其中，紅色發(fā)光二極管芯片、綠色發(fā)光二極管芯片以及藍(lán)色發(fā)光二極管芯片依序發(fā)光，并且分別占了 1/3的發(fā)光時(shí)間T，再透過人眼視覺暫留的特性，就會(huì)形成看起來像是白色的光源。再者，為了提升混光裝置21的光使用效率，混光裝置21所輸出的光的形狀應(yīng)接近顯示元件的形狀，且ー較佳的光管結(jié)構(gòu)212應(yīng)為，其光源放置端(底端)的面積小于或等于出ロ端的面積?；谏鲜龅脑瓌t，以下提出光管結(jié)構(gòu)212的四種實(shí)施方式，但不以此為限。請參閱圖IlA 圖11D，圖IlA為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈矩形時(shí)的ー種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，光管結(jié)構(gòu)212的光源放置端2121與出ロ端2122皆呈矩形，圖IlB為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈矩形時(shí)的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，光管結(jié)構(gòu)212的光源放置端2121呈圓形，而出ロ端2122呈矩形，圖IlC為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈圓形時(shí)的ー種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，光管結(jié)構(gòu)212的光源放置端2121與出ロ端2122皆呈圓形，圖IlD為光管結(jié)構(gòu)于顯示元件呈圓形時(shí)的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，光管結(jié)構(gòu)212的光源放置端2121呈矩形，而出口端2122呈圓形。綜上所述，本發(fā)明提出全新的技術(shù)概念及架構(gòu)，可在縮短混光裝置的混光路徑的情況下，使投影系統(tǒng)中的顯示元件被光度及色彩皆均勻的光照射，因此投影系統(tǒng)的小型化/可攜化的程度大大提高，實(shí)為ー極具產(chǎn)業(yè)價(jià)值的發(fā)明。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求范圍，因此凡其它未脫離本發(fā)明所掲示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于本發(fā)明的范圍
內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混光裝置，用以提供光源予ー顯示元件，其特征在于，該混光裝置包括 光管結(jié)構(gòu)； 多個(gè)發(fā)光単元；其中，任一發(fā)光單元用以輸出一光束，且由該多個(gè)發(fā)光単元所輸出的多條光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合； 反射式偏極片，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射；以及 微透鏡組，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該反射式偏極片之間，且用以增加混合后的該些光束的亂度。
2.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，是應(yīng)用于ー小型投影裝置的混光裝置，且該顯示元件為反射式液晶元件、數(shù)字微型反射鏡元件或穿透式液晶元件。
3.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該多個(gè)發(fā)光單元設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端，且該光管結(jié)構(gòu)呈封閉式狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的混光裝置，其特征在于，該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端的面積小于或等于該出口端的面積，且該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出口端皆呈矩形，抑或該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出口端皆呈圓形，抑或該光管結(jié)構(gòu)的該光源放置端與該出口端中的任ー者呈矩形，而另ー者呈圓形。
5.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，還包括一1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。
6.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成，且該高反射率材質(zhì)為微發(fā)泡反射板、鍍膜反射鏡或白色高散射材料，而該反射式偏極片為奈米級的線數(shù)組薄膜。
7.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該微透鏡組包括多個(gè)微透鏡，該些微透鏡呈數(shù)組排列，且該些微透鏡中的任ー微透鏡為平凸透鏡、雙凸透鏡、凹凸透鏡、平凹透鏡、雙凹透鏡或凸凹透鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的混光裝置，其特征在干，該微透鏡組包括至少ニ個(gè)排列成一一維數(shù)組的直條狀透鏡以及至少ニ個(gè)排列成ー另一一維數(shù)組的橫條狀透鏡，抑或是于該些發(fā)光單元排列成--維數(shù)組時(shí)，該些微透鏡是排列成一與該些發(fā)光單元的排列方向相同的一維數(shù)組，且任ー該微透鏡呈條狀，或者于該些發(fā)光單元呈不規(guī)則型態(tài)排列吋，該些微透鏡排列成一二維數(shù)組，且該些微透鏡中任ー微透鏡呈方形或圓形。
9.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該些發(fā)光單元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光単元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束具有相同的顔色，但不具有相同的亮度。
10.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該些發(fā)光單元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光單元以及單一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光ニ極管芯片，且該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元中的任ー發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括ー個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、ー個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顏色；抑或是該些發(fā)光單元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行；抑或是該些發(fā)光單元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行；抑或是該些發(fā)光單元中的任一發(fā)光單元為ー發(fā)光ニ極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3 行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。
11.如權(quán)利要求10所述的混光裝置，其特征在于，當(dāng)些發(fā)光単元中的任ー發(fā)光單元為ー發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光單元為由6個(gè)排列成一 2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及単一個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片時(shí)，該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片是串聯(lián)鏈接或并聯(lián)連結(jié)，而該些用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片是串聯(lián)鏈接或并聯(lián)連結(jié)。
12.如權(quán)利要求I所述的混光裝置，其特征在于，該些發(fā)光單元分別于不同的時(shí)序中輸出該光束。
13.—種小型投影系統(tǒng)，其特征在于，包括 用以呈現(xiàn)一影像畫面的顯示元件； 混光裝置，提供光源予該顯示元件，包括 光管結(jié)構(gòu)； 多個(gè)發(fā)光単元，其中任一發(fā)光單元用以輸出一光束，且由該多個(gè)發(fā)光単元所輸出的多條光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合； 反射式偏極片，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射；以及 微透鏡組，設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該反射式偏極片之間，且用以增加混合后的該些光束的亂度；以及 光學(xué)鏡頭，位于ー投射面與該顯示元件之間，用以投射該影像畫面至該投射面，使該影像畫面被放大顯示于該投射面上。
14.如權(quán)利要求13所述的小型投影系統(tǒng)，其特征在于，還包括偏光分離棱鏡，該偏光分離棱鏡設(shè)置于該顯示元件、該混光裝置以及該光學(xué)鏡頭之間，且該顯示元件為反射式液晶元件；抑或是該小型投影系統(tǒng)還包括全內(nèi)反射棱鏡，該全內(nèi)反射棱鏡設(shè)置于該顯示元件、該混光裝置以及該光學(xué)鏡頭之間，且該顯示元件為數(shù)字微型反射鏡元件；抑或是該顯示元件為穿透式液晶元件。
15.如權(quán)利要求13所述的小型投影系統(tǒng)，其特征在于，該多個(gè)發(fā)光單元設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端，且該光管結(jié)構(gòu)呈封閉式狀態(tài)；抑或是該些發(fā)光單元中的至少ニ個(gè)發(fā)光単元所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光単元中的至少ニ個(gè)發(fā)光單元所輸出的光束具有相同的顔色，但不具有相同的亮度，或該些發(fā)光単元分別于不同的時(shí)序中輸出該光束。
16.如權(quán)利要求13所述的小型投影系統(tǒng)，其特征在干，該混光裝置還包括一1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光，抑或該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成。
17.—種混光方法，應(yīng)用于一小型投影系統(tǒng)的混光裝置，該混光方法用以均勻混合多個(gè)發(fā)光單元所發(fā)出的多條光束，其特征在于，該混光方法包括 提供一封閉空間，以供該些光束于該封閉空間內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射，以彼此相互混合；提供一光束亂度増加結(jié)構(gòu)，以增加混合后的該些光束的亂度；以及 提供一反射式偏極結(jié)構(gòu)，以供輸出亂度増加后的該些光束中的P偏極光，并供亂度增加后的該些光束中的S偏極光，反射回該封閉空間內(nèi)，以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。
18.如權(quán)利要求17所述的混光方法，其特征在于，該混光裝置包括光管結(jié)構(gòu)，該封閉空間形成于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)，且該多個(gè)發(fā)光單兀設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一光源放置端；其中，該光管結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁表面是由高反射率材質(zhì)所制成，且該反射式偏極結(jié)構(gòu)為反射式偏極片。
19.如權(quán)利要求18所述的混光方法，其特征在于，還包括 提供ー輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以使被該反射式偏極結(jié)構(gòu)反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光；其中，該輔助光極性轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為ー 1/4波長片。
20.如權(quán)利要求17所述的混光方法，其特征在于，該光束亂度增加結(jié)構(gòu)為微透鏡組，且該微透鏡組包括多個(gè)微透鏡，該些微透鏡呈數(shù)組排列。
21.一種混光裝置，用以提供光源予ー顯示元件，其特征在于，該混光裝置包括 光管結(jié)構(gòu)；以及 多個(gè)發(fā)光単元，用以輸出多條光束，且該些光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合； 其中，該些發(fā)光單元是以數(shù)組方式排列，且該些發(fā)光單元依據(jù)其所輸出的光束的顔色而呈左右對稱、上下對稱及/或斜向?qū)ΨQ。
22.如權(quán)利要求21所述的混光裝置，其特征在于，該些發(fā)光單元中的任二相鄰的發(fā)光単元所輸出的光束不具有相同的顔色。
23.如權(quán)利要求21所述的混光裝置，其特征在干，該些發(fā)光単元由6個(gè)排列成一2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光單元以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組之兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組之中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，抑或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組之發(fā)光二極管芯片所組成，其中該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括ー個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、一個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行，抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。
24.如權(quán)利要求21所述的混光裝置，其特征在于，還包括反射式偏極片，該反射式偏極片設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。
25.如權(quán)利要求24所述的混光裝置，其特征在于，還包括微透鏡組，該微透鏡組設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一端，用以增加混合后的該些光束的亂度。
26.如權(quán)利要求25所述的混光裝置，其特征在于，還包括一1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。
27.一種混光裝置，用以提供光源予ー顯示元件，其特征在于，該混光裝置包括 光管結(jié)構(gòu)；以及 多個(gè)發(fā)光単元，用以輸出多條光束，且該些光束于該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行數(shù)次反射或散射后而彼此相互混合； 其中，該些發(fā)光單元是以數(shù)組方式排列，且該些發(fā)光單元中任二相鄰的發(fā)光単元所輸出的光束不具有相同的顔色。
28.如權(quán)利要求27所述的混光裝置，其特征在干，該些發(fā)光単元是依據(jù)其所輸出的光束的顏色而呈左右對稱、上下對稱及/或斜向?qū)ΨQ。
29.如權(quán)利要求27所述的混光裝置，其特征在干，該些發(fā)光単元由6個(gè)排列成一2x3數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中，該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的發(fā)光二極管芯片所輸出的該些光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括兩個(gè)分別設(shè)置于該2x3數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光單元以及單ー個(gè)設(shè)置于該2x3數(shù)組的中間并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光単元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色，或該些發(fā)光二極管芯片包括ニ個(gè)分別設(shè)置于該2x4數(shù)組的兩側(cè)并用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)設(shè)置于該2x4數(shù)組的中間兩行并用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有相同的顔色；抑或是該些發(fā)光單元由8個(gè)排列成一 2x4數(shù)組的發(fā)光二極管芯片所組成，其中該2x4數(shù)組由ニ個(gè)相同的2x2數(shù)組并排組成，任ー該2x2數(shù)組包括ー個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片、一個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片以及ニ個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片，且任二相鄰的該些發(fā)光二極管芯片所輸出的光束不具有 相同的顔色；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括三個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光單元、三個(gè)用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片以及三個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x3數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第I行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x3數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行以及第3列第I行；抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括四個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、四個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及四個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光二極管芯片排列成一 3x4數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行以及第3列第2行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x4數(shù)組中的第I列第2行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行，抑或是該些發(fā)光二極管芯片包括五個(gè)用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片、五個(gè)用以輸出綠色光束的發(fā)光二極管芯片以及五個(gè)用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片，且該些發(fā)光単元排列成一 3x5數(shù)組，其中，該些用以輸出藍(lán)色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第I行、第I列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行，該些用以輸出緑色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第3行、第2列第I行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行，而該些用以輸出紅色光束的發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該3x5數(shù)組中的第I列第2行、第I列第5行、第2列第3行、第3列第I行以及第3列第4行。
30.如權(quán)利要求27所述的混光裝置，其特征在于，還包括反射式偏極片，該反射式偏極片設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一出口端，用以讓混合后的該些光束中的P偏極光穿透，并讓混合后的該些光束中的S偏極光反射回該光管結(jié)構(gòu)內(nèi)以再次進(jìn)行數(shù)次反射或散射。
31.如權(quán)利要求30所述的混光裝置，其特征在于，還包括微透鏡組，該微透鏡組設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)的一端，用以增加混合后的該些光束的亂度。
32.如權(quán)利要求31所述的混光裝置，其特征在于，還包括一1/4波長片，其設(shè)置于該光管結(jié)構(gòu)與該微透鏡組之間，以使被該反射式偏極片反射的該些光束中的S偏極光的一部分轉(zhuǎn)換為P偏極光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混光方法、混光裝置以及應(yīng)用該混光裝置的小型投影系統(tǒng)?；旃庋b置包括光管結(jié)構(gòu)、設(shè)置于光管結(jié)構(gòu)的一端的多個(gè)發(fā)光單元、設(shè)置于光管結(jié)構(gòu)的另一端的反射式偏極片、以及設(shè)置于該些發(fā)光單元與反射式偏極片之間的微透鏡組，且混光裝置可輸出均勻且單一偏極化的光予小型投影系統(tǒng)的顯示元件，而小型投影系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭則用以將一呈現(xiàn)于顯示元件的影像畫面投射至一屏幕面。
文檔編號(hào)G03B21/14GK102692797SQ201210080950
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者黃旭華 申請人:銘異科技股份有限公司