一種投影裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種投影裝置，包含光源、反射裝置、數(shù)字微鏡元件以及投影鏡頭，該光源用以沿第一光路提供光線(xiàn)，該反射裝置用以接收沿該第一光路的光線(xiàn)并反射至沿第二光路傳播，該反射裝置具有缺角，該數(shù)字微鏡元件用以接收沿該第二光路的光線(xiàn)并反射至沿該第三光路傳播，該投影鏡頭對(duì)應(yīng)于該缺角設(shè)置，用以接收沿該第三光路的光線(xiàn)并投射影像；其中，沿該第一光路的光線(xiàn)入射至該反射裝置，經(jīng)該反射裝置反射后沿該第二光路投射至該數(shù)字微鏡元件，經(jīng)該數(shù)字微鏡元件反射的光線(xiàn)沿該第三光路入射至該投影鏡頭，該第一光路、該第二光路及該第三光路不共面，且沿該第二光路入射至該數(shù)字微鏡元件的光線(xiàn)落在該數(shù)字微鏡元件上的光斑覆蓋住該數(shù)字微鏡元件的反射區(qū)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種投影裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種減少了反射次數(shù)的投影裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該投影裝置I包含光源11、第一透鏡12、反射鏡13、凹面鏡14、數(shù)字微鏡元件(DMD，Digital Micro mirrorDevice) 15以及投影鏡頭16，由光源11發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)第一透鏡12后，需要由反射鏡13反射至凹面鏡14，由凹面鏡14反射至DMD 15，最后由DMD 15反射至投影鏡頭16并經(jīng)由投影鏡頭16投射成像，而光線(xiàn)每經(jīng)過(guò)一次反射都會(huì)損失一部分能量，經(jīng)過(guò)的反射次數(shù)越多，損失的能量就越多，因此，現(xiàn)有技術(shù)提供的投影裝置的光源發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)多次反射后，能量會(huì)降低，導(dǎo)致能量的利用率較低。
[0003]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2，為圖1所示的凹面鏡上的光斑示意圖。結(jié)合圖1和圖2所示，投影裝置的凹面鏡14位于投影鏡頭16的正下方，凹面鏡14靠近投影鏡頭16的一角141 (圖1和圖2中虛線(xiàn)部分)干涉投影鏡頭16，為了使得凹面鏡14不干涉投影鏡頭16，通常切去凹面鏡14上干涉投影鏡頭16的一角141，但反射至凹面鏡14的光線(xiàn)落在凹面鏡14上的光斑142有一部分落于一角141，這樣會(huì)導(dǎo)致反射至一角141的光線(xiàn)無(wú)法被反射到DMD 15，進(jìn)而無(wú)法經(jīng)由DMD 15投射至投影鏡頭16以于成像區(qū)域上成像，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)提供的投影裝置投射在成像區(qū)域的影像存在暗角，降低了成像品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種投影裝置，該投影裝置減少了反射次數(shù)并提高了光能利用率和成像品質(zhì)。
[0005]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供了一種投影裝置，包含光源、反射裝置、數(shù)字微鏡元件以及投影鏡頭。該光源用以沿第一光路提供光線(xiàn)；該反射裝置用以接收沿該第一光路的光線(xiàn)并反射至沿第二光路傳播，該反射裝置具有缺角；該數(shù)字微鏡元件用以接收沿該第二光路的光線(xiàn)并反射至沿第三光路傳播；以及該投影鏡頭對(duì)應(yīng)于該缺角設(shè)置，該投影鏡頭用以接收沿該第三光路的光線(xiàn)并投射影像，其中，沿該第一光路的光線(xiàn)入射至該反射裝置，經(jīng)該反射裝置反射后沿該第二光路投射至該數(shù)字微鏡元件，經(jīng)該數(shù)字微鏡元件反射的光線(xiàn)沿該第三光路入射至該投影鏡頭，該第一光路、該第二光路以及該第三光路不共面，且沿該第二光路入射至該數(shù)字微鏡元件的光線(xiàn)落在該數(shù)字微鏡元件上的光斑覆蓋住該數(shù)字微鏡元件的反射區(qū)域。
[0006]優(yōu)選的，該反射裝置為凹面鏡。
[0007]優(yōu)選的，該反射裝置為第二透鏡與反射鏡的組合，沿該第一光路的光線(xiàn)入射至該第二透鏡，該光線(xiàn)經(jīng)過(guò)該第二透鏡入射至該反射鏡，該光線(xiàn)經(jīng)該反射鏡反射再次入射至該第二透鏡，該第二透鏡沿該第二光路投射該光線(xiàn)至該數(shù)字微鏡元件。
[0008]優(yōu)選的，沿該第一光路入射至該反射裝置的該光線(xiàn)落在該反射裝置上的光斑全部落在缺角的該反射裝置的反射面上。
[0009]優(yōu)選的，該反射裝置于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影至少部分重疊于該數(shù)字微鏡元件，該投影鏡頭于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影至少部分重疊于該缺角于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影。
[0010]優(yōu)選的，定義具有相互垂直的第一軸、第二軸和第三軸的空間，該數(shù)字微鏡元件所在平面對(duì)應(yīng)于該第一軸和該第二軸所形成的平面，第三軸垂直于該數(shù)字微鏡元件所在平面，且該第三軸與該第三光路平行，該反射裝置的光軸與該第一軸的夾角為Al，13度^ Al ^ 15度，且該光軸與該第二軸的夾角為A2，40度f(wàn) A2 ^ 50度，其中，該光軸經(jīng)過(guò)該數(shù)字微鏡元件的中心。
[0011]優(yōu)選的，該投影裝置還包含第一透鏡，設(shè)置于該第一光路上，該第一透鏡用以引導(dǎo)從該光源發(fā)出的光線(xiàn)。
[0012]優(yōu)選的，該第一透鏡的有效焦距為fl，該反射裝置的有效焦距為f2，2.0<f2/fl<4.0o
[0013]優(yōu)選的，7mm芻 fl 芻 9mm，27mm 芻 f2 芻 30mmo
[0014]優(yōu)選的，該投影裝置的放大倍率為該第一透鏡的放大倍率與該反射裝置的放大倍率的乘積，且該投影裝置的該放大倍率介于2倍與3倍之間。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的投影裝置包含光源、反射裝置、DMD以及投影鏡頭，光源沿著第一光路提供光線(xiàn)，反射裝置用以接收沿第一光路的光線(xiàn)并反射至沿第二光路傳播，DMD用以接收沿第二光路的光線(xiàn)并反射至沿第三光路傳播，投影鏡頭用以接收沿第三光路的光線(xiàn)并投射影像；其中，沿第一光路的光線(xiàn)入射至反射裝置，經(jīng)反射裝置反射后沿第二光路投射至DMD，經(jīng)DMD反射的光線(xiàn)沿第三光路入射至投影鏡頭，第一光路、第二光路及第三光路不共面，且沿第二光路入射至DMD的光線(xiàn)落在DMD上的光斑覆蓋住DMD的反射區(qū)域，藉此減少一次反射，可提高光能利用率，同時(shí)更可改善暗角問(wèn)題，提升成像品質(zhì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種全數(shù)字反射式投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1所示的凹面鏡上的光斑示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖3所示的投影裝置于另一方向的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置中的反射裝置及投影鏡頭于DMD上的正投影示意圖；
[0022]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置的DMD和反射裝置的相對(duì)位置示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置的反射裝置上的光斑示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為使對(duì)本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0025]在說(shuō)明書(shū)及后續(xù)的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱(chēng)特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱(chēng)呼同一個(gè)元件。本說(shuō)明書(shū)及后續(xù)的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍并不以名稱(chēng)的差異來(lái)作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說(shuō)明書(shū)及后續(xù)的權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包含」為開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3所示的投影裝置于另一方向的局部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3和圖4所示，投影裝置2包含光源21、第一透鏡22、反射裝置23、DMD 24以及投影鏡頭25。其中，光源21用以沿第一光路Rl提供光線(xiàn)。優(yōu)選的，光源21可以為激光光源、半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED，Light Emitting D1de)光源或者激光和LED混合光源，但不以此為限。第一透鏡22設(shè)置于第一光路Rl上，第一透鏡22用以引導(dǎo)光源21發(fā)出的光線(xiàn)。反射裝置23用以接收沿第一光路Rl的光線(xiàn)并反射至沿第二光路R2傳播，反射裝置23具有缺角231。DMD 24用以接收沿第二光路R2的光線(xiàn)并反射至沿第三光路R3傳播。投影鏡頭25對(duì)應(yīng)于缺角231設(shè)置，投影鏡頭25用以接收沿第三光路R3的光線(xiàn)并投射影像。其中，沿第一光路Rl的光線(xiàn)入射至反射裝置23，經(jīng)反射裝置23反射后沿第二光路R2投射至DMD 24，經(jīng)DMD 24反射的光線(xiàn)沿第三光路R3入射至投影鏡頭25，即投影裝置I在減少反射次數(shù)的情況下能正常投射影像至成像區(qū)域。其中，第一光路R1、第二光路R2及第三光路R3不共面，相較于第一光路Rl、第二光路R2以及第三光路R3共面的投影裝置，本發(fā)明的投影裝置2的光學(xué)元件的布局更為緊湊，借此可縮小投影裝置的體積。并且，沿第二光路R2入射至DMD 24的光線(xiàn)落在DMD 24上的光斑覆蓋住DMD 24的反射區(qū)域，從而使DMD 24上的反射區(qū)域全部用于反射由反射裝置23沿第二光路R2反射至DMD 24的光線(xiàn)至投影鏡頭25，這樣，保證投影裝置2投射至成像區(qū)域的影像不存在暗角。另外，為便于說(shuō)明，特定義具有兩兩相互垂直的第一軸(X軸)、第二軸(Y軸)以及第三軸(Z軸)的空間，Z軸與第三光路R3平行，DMD 24對(duì)應(yīng)于X軸和Y軸所形成的平面，Z軸垂直于DMD 24所對(duì)應(yīng)的平面，且DMD 24的水平邊與X軸平行，DMD 24的垂直邊與Y軸平行。當(dāng)然，如非數(shù)字化的微鏡元件亦無(wú)不可，只是一般而言以數(shù)字控制而言較為方便，且如無(wú)第一透鏡亦無(wú)不可，只是一般而言有第一透鏡效果更好。
[0027]本實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，反射裝置23為凹面鏡。當(dāng)然，如圖5所示，反射裝置23亦可以為第二透鏡232與反射鏡233的組合，第一透鏡22引導(dǎo)沿第一光路Rl的光線(xiàn)入射至第二透鏡232，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)第二透鏡232入射至反射鏡233，光線(xiàn)經(jīng)反射鏡233反射再次入射至第二透鏡232，第二透鏡232沿第二光路R2投射光線(xiàn)至DMD 24，也能達(dá)到與上述實(shí)施例相同的效果，具體可由設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況而定，并不以此為限。其中，第二透鏡232與反射鏡233第亦分別具有缺角2321和2331。
[0028]優(yōu)選的，第一透鏡22的有效焦距為Π，反射裝置23的有效焦距為f2，2.0〈f2/fl<4.0，當(dāng)2.0<f2/fl<4.0時(shí)，投影裝置2的光能利用率較高。本實(shí)施例中，7mm蘭fl蘭9mm，27mm ^ f2 ^ 30mm，但不以此為限。具體的，當(dāng)反射裝置23為凹面鏡時(shí)，即為凹面鏡的有效焦距大于等于27mm且小于等于30mm ;當(dāng)反射裝置23為第二透鏡231與反射鏡232的組合時(shí)，即為第二透鏡231與反射鏡232的組合的有效焦距大于等于27mm且小于等于30mm。
[0029]進(jìn)一步的，投影裝置2的放大倍率為第一透鏡22的放大倍率與反射裝置23的放大倍率的乘積，且當(dāng)投影裝置2的放大倍率介于2倍與3倍之間時(shí)，投影裝置2的光能利用率較高，但不以此為限。
[0030]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置中的反射裝置和投影鏡頭于DMD所在平面上的正投影示意圖。在DMD 24沿第三光路R3提供光線(xiàn)至投影鏡頭25時(shí)，由于DMD 24的反射特性，反射裝置23反射至DMD 24的光線(xiàn)需沿第二光路R2射出，反射裝置23需要相對(duì)DMD 24和投影鏡頭25設(shè)置。于本發(fā)明中，反射裝置23相對(duì)于DMD 24和投影鏡頭25的設(shè)置為:反射裝置23于DMD 24所在平面上的正投影234至少部分重疊于DMD 24，投影鏡頭25于DMD 24所在平面上的正投影至少部分重疊于缺角231于DMD 24所在平面上的正投影2311 (圖6中正投影251為投影鏡頭25接收沿第三光路R3的光線(xiàn)的一端于DMD所在平面的正投影)，從而使沿第一光路Rl的光線(xiàn)入射至反射裝置23，經(jīng)反射裝置23反射后沿第二光路R2投射至DMD 24，經(jīng)DMD 24反射的光線(xiàn)沿第三光路R3入射至投影鏡頭25。
[0031]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D7所示，反射裝置23的光軸C與X軸的夾角為Al，且光軸C與Y軸的夾角為A2，其中，光軸C經(jīng)過(guò)DMD 24的中心O。本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，13度5 Al ^ 15度，且40度f(wàn) A2 5 50度，也就是說(shuō)反射裝置23在DMD 24的斜下方以與X軸的夾角Al為13度5 Al 5 15度、與Y軸夾角A2為13度5 Al ^ 15度的方向?yàn)镈MD 24提供光線(xiàn)，以使沿第一光路Rl入射至反射裝置23的光線(xiàn)經(jīng)反射裝置23反射后沿第二光路R2投射至DMD24，接著DMD 24反射的光線(xiàn)沿著第三光路R3入射至投影鏡頭25而使得投影鏡頭25投射出影像，藉此減少一次反射，以提高光能利用率。
[0032]另請(qǐng)參考圖8，為本發(fā)明實(shí)施例提供的投影裝置的反射裝置上的光斑示意圖。結(jié)合圖3和圖8所示，反射裝置23的一角(圖8中虛線(xiàn)部分)被切除，即具有缺角231，以使反射裝置23與投影鏡頭25不存在位置干涉，且本發(fā)明的投影裝置2的沿第一光路Rl入射至反射裝置23的光線(xiàn)落在反射裝置23上的光斑235全部落在缺角231的反射裝置23的反射面上，從而使由反射裝置23沿著第二光路R2反射至DMD 24的光線(xiàn)落在DMD 24上的光斑覆蓋住DMD 24的反射區(qū)域，即DMD 24的反射區(qū)域全部用于沿第三光路R3反射沿第二光路R2入射至DMD 24的光線(xiàn)至投影鏡頭25，也即本發(fā)明提供的投影裝置2的反射裝置23相對(duì)DMD 24和投影鏡頭25的設(shè)置使得反射裝置23 —角被切去后仍能使由反射裝置23沿著第二光路R2反射至DMD 24的光線(xiàn)落在DMD 24上的光斑覆蓋住DMD 24的反射區(qū)域，接著由DMD 24沿著第三光路R3入射至投影鏡頭25，可解決因反射裝置23缺角導(dǎo)致的投射在成像區(qū)域的影像存在暗角的問(wèn)題，提升成像品質(zhì)。
[0033]本發(fā)明提供的投影裝置包含光源、反射裝置、DMD以及投影鏡頭，光源沿著第一光路提供光線(xiàn)，反射裝置用以接收沿第一光路的光線(xiàn)并反射至沿第二光路傳播，反射裝置具有缺角，DMD用以接收沿第二光路的光線(xiàn)并反射至沿第三光路傳播，投影鏡頭對(duì)應(yīng)于該缺角設(shè)置，投影鏡頭用以接收沿第三光路的光線(xiàn)并投射影像；其中，沿第一光路的光線(xiàn)入射至反射裝置，經(jīng)反射裝置反射后沿第二光路投射至DMD，經(jīng)DMD反射的光線(xiàn)沿第三光路入射至投影鏡頭，第一光路、第二光路及第三光路不共面，且沿第二光路入射至DMD的光線(xiàn)落在DMD上的光斑覆蓋住DMD的反射區(qū)域，藉此減少一次反射，可提高光能利用率，同時(shí)更可改善暗角問(wèn)題，提升成像品質(zhì)。
[0034]本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種投影裝置，其特征在于，包含: 光源，用以沿第一光路提供光線(xiàn)； 反射裝置，用以接收沿該第一光路的光線(xiàn)并反射至沿第二光路傳播，該反射裝置具有缺角； 數(shù)字微鏡元件，用以接收沿該第二光路的光線(xiàn)并反射至沿第三光路傳播；以及 投影鏡頭，該投影鏡頭對(duì)應(yīng)于該缺角設(shè)置，用以接收沿該第三光路的光線(xiàn)并投射影像； 其中，沿該第一光路的光線(xiàn)入射至該反射裝置，經(jīng)該反射裝置反射后沿該第二光路投射至該數(shù)字微鏡元件，經(jīng)該數(shù)字微鏡元件反射的光線(xiàn)沿該第三光路入射至該投影鏡頭，該第一光路、該第二光路以及該第三光路不共面，且沿該第二光路入射至該數(shù)字微鏡元件的光線(xiàn)落在該數(shù)字微鏡元件上的光斑覆蓋住該數(shù)字微鏡元件的反射區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，該反射裝置為凹面鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，該反射裝置為第二透鏡與反射鏡的組合，沿該第一光路的光線(xiàn)入射至該第二透鏡，該光線(xiàn)經(jīng)過(guò)該第二透鏡入射至該反射鏡，該光線(xiàn)經(jīng)該反射鏡反射再次入射至該第二透鏡，該第二透鏡沿該第二光路投射該光線(xiàn)至該數(shù)字微鏡兀件。
4.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，沿該第一光路入射至該反射裝置的該光線(xiàn)落在該反射裝置上的光斑全部落在該反射裝置的反射面上。
5.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，該反射裝置于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影至少部分重疊于該數(shù)字微鏡元件，該投影鏡頭于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影至少部分重疊于該缺角于該數(shù)字微鏡元件所在平面上的正投影。
6.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，定義具有相互垂直的第一軸、第二軸和第三軸的空間，該數(shù)字微鏡元件所在平面對(duì)應(yīng)于該第一軸和該第二軸所形成的平面，第三軸垂直于該數(shù)字微鏡元件所在平面，且該第三軸與該第三光路平行，該反射裝置的光軸與該第一軸的夾角為Al，13度f(wàn) A1 ^ 15度，且該光軸與該第二軸的夾角為A2，40度^ A2 ^ 50度，其中，該光軸經(jīng)過(guò)該數(shù)字微鏡元件的中心。
7.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，該投影裝置還包含第一透鏡，設(shè)置于該第一光路上，該第一透鏡用以引導(dǎo)從該光源發(fā)出的光線(xiàn)。
8.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于，該第一透鏡的有效焦距為Π，該反射裝置的有效焦距為f2，2.0<f2/fl<4.0。
9.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，7mm^ fl ^ 9mm, 27mm ^ f2 ^ 30mmo
10.如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于，該投影裝置的放大倍率為該第一透鏡的放大倍率與該反射裝置的放大倍率的乘積，且該投影裝置的該放大倍率介于2倍與3倍之間。
【文檔編號(hào)】G03B21/00GK104503196SQ201410757419
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】簡(jiǎn)志雄 申請(qǐng)人:蘇州佳世達(dá)光電有限公司, 佳世達(dá)科技股份有限公司