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CN101135831B - 投影装置 - Google Patents

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CN101135831B CN200610129166A CN200610129166A CN101135831B CN 101135831 B CN101135831 B CN 101135831B CN 200610129166 A CN200610129166 A CN 200610129166A CN 200610129166 A CN200610129166 A CN 200610129166A CN 101135831 B CN101135831 B CN 101135831B
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林明坤
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Qisda Corp
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BenQ Corp
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Abstract

本发明公开一种投影装置，包括一光源单元、一导光元件、一第一聚焦元件、一第二聚焦元件、一微镜元件以及一成像单元。光源单元提供一光束，该光束经过该导光元件。第一聚焦元件包括一第一焦距f1，该光束从该导光元件经过该第一聚焦元件。第二聚焦元件包括一第二焦距f2，该光束从该第一聚焦元件经过该第二聚焦元件，其中，
Figure 200610129166.9_AB_0
。该光束从该第二聚焦元件，经过该微镜元件，进入该成像单元。

Description

投影装置
技术领域
本发明涉及一种投影装置，特别是涉及一种尺寸小，且投影效果佳的投影装置。
背景技术
在一般投影装置的光学引擎中，光束在经过导光管之后会经过多次的反射，以提供充足的亮度以及良好的影像表现。同时，通过多次的聚焦，可有效控制影像以及各光学元件的尺寸，从而缩小光学引擎的整体尺寸。然而，在一般的光学引擎中，聚焦元件的焦距并没有整体的规划设计，且光学元件之间的距离也没有特别的设定。因此，在设计光学引擎的过程中，常常会发生投影效果不佳、亮度不够以及边缘暗带等种种设计不良的情况。此外，若单纯仅考虑投影效果而进行设计，又会发生光学元件尺寸过大等问题。
发明内容
本发明即为了欲解决现有技术的问题而提供的一种投影装置，包括一光源单元、一导光元件、一第一聚焦元件、一第二聚焦元件、一微镜元件以及一成像单元。光源单元提供一光束，该光束经过该导光元件。第一聚焦元件包括一第一焦距f1，该光束从该导光元件经过该第一聚焦元件。第二聚焦元件包括一第二焦距f2，该光束从该第一聚焦元件经过该第二聚焦元件，其中，
Figure G2006101291669D00011
该光束从该第二聚焦元件，经过该微镜元件，进入该成像单元。
应用本发明，可快速而便利的设计出小尺寸、亮度足够且投影效果佳的投影装置。
附图说明
图1为本发明的投影装置；
图2为本发明的能量传递行为示意图；以及
图3为本发明的影像传递行为示意图。
主要元件符号说明：
1～投影装置
100～光源单元
110～椭球灯
111～体光源
112～椭球灯罩
120～色轮
130～导光元件
200～照明单元
210～第一聚焦元件
220～反射镜
230～第二聚焦元件
240～微镜元件
300～成像单元
310～第一透镜组
320～第二透镜组
400～光束
401～第一光弧
402～第二光弧
403～第三光弧
404～光瞳位置
411～出口光
412～第一出口光影像
413～第二出口光影像
具体实施方式
参照图1，其显示本发明的投影装置1，包括一光源单元(light sourceunit)100、一照明单元(illumination unit)200以及一成像单元(image unit)300。该光源单元100包括一椭球灯110、一色轮(color wheel)120以及一导光元件(导光管，light pipe)130。该照明单元200包括一第一聚焦元件(聚焦延伸透镜，relay lens)210、一反射镜220、一第二聚焦元件230以及一微镜元件240。该成像单元300包括一第一透镜组310以及一第二透镜组320。
椭球灯110包括一体光源111以及一椭球灯罩112。
体光源111设置于椭球灯罩112的第一焦点并提供一光束400，椭球灯罩112将光束400聚焦于椭球灯罩112的第二焦点，即导光元件130的一第一端131。光束400从该椭球灯110，经过该色轮120以及该导光元件130，进入该照明单元200。
光束400进入照明单元200之后，经过第一聚焦元件210、反射镜220、第二聚焦元件230以及一微镜元件240，进入该成像单元300。光束400进入成像单元300后，经过第一透镜组310以及一第二透镜组320而将影像投影于一投影平面。其中，第二聚焦元件230与成像单元300并未重叠于同一水平位置上。
本发明的特点在于，第一聚焦元件210具有第一焦距f1，第二聚焦元件230具有第二焦距f2，其中，
Figure G2006101291669D00031
在投影装置1中，主要具有两种成像行为，一种是能量传递行为，另一种是影像传递行为，而当第一焦距f1与第二焦距f2之间的关系满足时，上述两种成像行为均会以最有效率的方式运作，同时可减少像差的问题。
以下参照图式，说明本发明的设计原理。
参照图1、图2，首先说明投影装置1中的能量传递行为.图2为图1中的导光元件130、第一聚焦元件210、第二聚焦元件230以及微镜元件240的等效示意图，用于帮助说明投影装置1中的能量传递行为.参照图2，椭球灯将光束聚焦于导光元件130的一第一端131，并形成一第一光弧(arc)401，第一光弧401位于该第一聚焦元件210的一第一侧，第一光弧401至第一聚焦元件210主平面(principle plane)为一第一距离d1，第一距离d1大于两倍的第一焦距f1。因此，第一光弧401将会在第一聚焦元件210的一第二侧的一倍至两倍第一焦距f1之间的位置，形成一第二光弧402的实像。第二光弧402至第一聚焦元件210主平面为一第二距离d2，第二距离d2即介于一倍至两倍第一焦距f1之间。第二光弧402至第二聚焦元件230主平面为一第三距离d3，第三距离d3介于一倍至两倍第二焦距f2之间。因此，第二光弧402在第二聚焦元件230之第三侧之两倍第二焦距f2之外的位置，形成一第三光弧403的实像。第三光弧403至第二聚焦元件230主平面为一第四距离d4，第四距离d4即大于两倍的第二焦距f2。由此，第三光弧403会落于一光瞳(pupil)位置404，即成像单元300的光圈处。
第一光弧401、第二光弧402、第三光弧403以及光瞳位置404的实际位置，显示于图1之中。
由于第三光弧403会成像(聚焦)于光瞳(pupil)位置404处，而非投影装置1的投影平面之上，因此，投影装置1会具有充足而均匀的投影亮度。
在本发明之中，由于光弧(arc)均为实像，因此能有效的传递能量，为投影装置提供充足的照明亮度。
参照图3，以下说明投影装置1中的影像传递行为。导光元件130的出口光411位于第一聚焦元件210的第一侧，并与第一聚焦元件210主平面为之间具有一第五距离d5，第五距离d5小于第一焦距f1。因此，出口光411会在第一聚焦元件210的第一侧产生正立的虚像(第一出口光影像412)。第一出口光影像412至第二聚焦元件230主平面为一第六距离d6，第六距离d6大于两倍的第二焦距f2。因此，第一出口光影像412在第二聚焦元件230的第三侧的一倍至两倍第二焦距f2之间的微镜元件240上，形成第二出口光影像413。第二出口光影像413至第二聚焦元件230主平面为一第七距离d7，第七距离d7即介于一倍至两倍第二焦距f2之间。
由于第二出口光影像413位于一倍至两倍第二焦距f2之间，因此第二出口光影像413的尺寸可有效的控制。由此，第二出口光影像413可充分而均匀的投射于微镜元件240之上，避免边缘暗带的情况产生。当第二出口光影像413投射于微镜元件240时，微镜元件240反射第二出口光影像413经过成像单元300，而成像于投影平面之上。
在本发明中，由于第一焦距f1与第二焦距f2之间的关系满足
Figure G2006101291669D00051
因此在投影装置1中，能量传递行为以及影像传递行为会符合以上描述。针对本发明所提供的第一焦距f1与第二焦距f2的关系，若
Figure G2006101291669D00052
的比值过大，则投影装置1的光学元件的尺寸将会过大。若
Figure G2006101291669D00053
的比值过小，则第一聚焦元件210的曲率将会过大而难以制作。
应用本发明，可快速而便利的设计出小尺寸、亮度足够且投影效果佳的投影装置。
在上述实施例中，第一聚焦元件210可为球面镜或是非球面镜所制成的一第一折射透镜(如一凸透镜).第二聚焦元件230可为球面镜或是非球面镜所制成的一凹面反射镜.第二聚焦元件230也可为一第二折射透镜，并搭配一反射元件(如一平面反射镜)；光束400从第一聚焦元件经过第二折射透镜至反射元件，经由反射元件反射光束400至微镜元件240..
该第二焦距f2的范围介于20毫米至50毫米之间。
体光源111的直径约为1至1.3毫米。
虽然结合以上具体的较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作一些的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (17)

1.一种投影装置，包括：
一光源单元，提供一光束；
一导光元件，该光束经过该导光元件；
一第一聚焦元件，包括一第一焦距f1，该光束从该导光元件经过该第一聚焦元件；
一第二聚焦元件，包括一第二焦距f2，该光束从该第一聚焦元件经过该第二聚焦元件，其中，
Figure F2006101291669C00011
一微镜元件；以及
一成像单元，其中，该光束从该第二聚焦元件，经过该微镜元件，进入该成像单元。
2.如权利要求1所述的投影装置，其中，该第二焦距f2的范围介于20毫米至50毫米之间。
3.如权利要求1所述的投影装置，其中，该光源单元将该光束聚焦于该导光元件的一第一端且形成一第一光弧，该第一光弧位于该第一聚焦元件的一第一侧，该第一光弧与该第一聚焦元件的主平面之间具有一第一距离，该第一距离大于两倍该第一焦距。
4.如权利要求3所述的投影装置，其中，该第一光弧在该第一聚焦元件的一第二侧形成一第二光弧，该第二光弧与该第二聚焦元件的主平面之间具有一第三距离，该第三距离介于一倍至两倍该第二焦距之间。
5.如权利要求1所述的投影装置，其中，该光束从该导光元件的一第二端射出一出口光，该第二端与该第一聚焦元件的主平面之间具有一第五距离，该第五距离小于该第一焦距。
6.如权利要求5所述的投影装置，其中，该出口光在该第一聚焦元件的一第一侧形成一第一出口光影像，该第一出口光影像与该第二聚焦元件的主平面之间具有一第六距离，该第六距离大于两倍该第二焦距。
7.如权利要求6所述的投影装置，其中，该微镜元件设置于该第二聚焦元件的远离成像单元的一侧，并且该微镜元件与该第二聚焦元件的主平面之间具有一第七距离，该第七距离介于一倍至两倍该第二焦距之间，该第一出口光影像于该微镜元件上形成一第二出口光影像。
8.如权利要求1所述的投影装置，其中，该第一聚焦元件为一第一折射透镜。
9.如权利要求8所述的投影装置，其中，该第一折射透镜为一球面镜。
10.如权利要求8所述的投影装置，其中，该第一折射透镜为一非球面镜。
11.如权利要求8所述的投影装置，其中，该第一折射透镜为一凸透镜。
12.如权利要求1所述的投影装置，其中，该第二聚焦元件为一凹面反射镜。
13.如权利要求12所述的投影装置，其中，该凹面反射镜为一球面镜。
14.如权利要求12所述的投影装置，其中，该凹面反射镜为一非球面镜。
15.如权利要求1所述的投影装置，更包含：
一反射元件，对应于该第二聚焦元件；
其中，该第二聚焦元件为一第二折射透镜，该光束从该第一聚焦元件经过该第二折射透镜至该反射元件，该反射元件反射该光束至该微镜元件。
16.如权利要求1所述的投影装置，其中，该导光元件为一导光管。
17.如权利要求1所述的投影装置，其中，该光源单元包含：
一椭球灯罩，具有一第一焦点；以及
一光源，设置于该第一焦点上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010054511A1 (en) * 2008-11-13 2010-05-20 Industrial Technology Research Institute Image-projection systems
CN106921855A (zh) * 2017-04-20 2017-07-04 苏州佳世达光电有限公司 无棱镜模组、非远心架构的投影机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1525207A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 Lg 投影型显示光学系统
CN1549000A (zh) * 2003-05-07 2004-11-24 明基电通股份有限公司 投影显示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1525207A (zh) * 2003-02-27 2004-09-01 Lg 投影型显示光学系统
CN1549000A (zh) * 2003-05-07 2004-11-24 明基电通股份有限公司 投影显示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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