TWI261462B - Optical projection apparatus - Google Patents

Description

1261462 16292twf.doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 t發明疋有關於—種光學投影裝置，且特別是有關於 -種體積#父小且厚度_的光學投影裝置。 【先前技術】 ^ 1A^與目1示習知兩種鮮投影裝置的結構示意 圖。请先苓照圖1A，習知光學投影裝置1〇〇a包括一照明 系統110a、一數位微鏡裝置(邮制micr〇 mirr〇r device, ® DMD)12〇以及一成像系統130，而數位微鏡裝置120係配 置於照明系統110與成像系統130之間。其中，照明系統 110a包括一光源I〗〕、一光積分柱（Ught integration rod)113、多個透鏡114、以及兩個反射鏡U6a、U6b。光 源112適於提供一光束112a，此光束112a經過光積分柱 113與透鏡114後，會經由反射鏡i16a反射至反射鏡 116b，再經由反射鏡116b將此光束112a反射至鄰近數位 微鏡裝置120之透鏡114。之後，光束112a會入射數位微 φ 鏡裝置120，而此數位微鏡裝置120會將光束112a轉換成 影像112a’，並使其入射成像系統13〇。接著，成像系統 ' 130會將影像112a’投影於螢幕(未繪示)上。 -請參照圖1B，其與圖1A相似，不同處在於光學投影 裝置100b之照明系統ii〇b包括一光源112、一光積分柱 113、多個透鏡114以及一反射鏡116a。光源112所提供 之光束112a經過光積分柱113與透鏡114後，會經由反射 鏡116a反射至數位微鏡裝置120，而此數位微鏡裝置120 1261 端— 成影像—，，並使其入射成像系統 130。接者，成像糸統130會將影像丨12a，投影於螢幕 示）上。 曰 上述兩種光學投影裝置論、襲在結構上是採用 成像系統130之光軸與數位微鏡裝置12〇之光軸平行的設 計，使得成像系統130與照明系統ii〇a/11〇b之間存有很 大的未利用空間50。如此，造成習知光學投影裝置1〇加、 1〇〇的整體體積較大、厚度也較厚。在現今電子產品追求 > 輕薄短小的趨勢下，習知之設計顯然不符需求。 【發明内容】 因此，本發明的目的就是在提供一種光學投影裝置， 其體積較小且厚度較薄。 基於上述與其他目的，本發明提出一種光學投影裝 置’其包括一,日、?、明系統、一反射式光閥、一成像系統以及 一第一反射元件。其中，照明系統適於提供一光束，而反 射式光閥係配置於光束的傳遞路徑上。此反射式光閥適於 ♦ 將光束轉換成一影像。此外，成像系統係配置於影像的傳 遞路徑上，而第一反射元件係配置於反射式光閥與成像系 統之間以及反射式光閥與照明系統之間，且位於光束及影 像的傳遞路徑上。此第一反射元件適於將光束反射至反射 式光閥上，並將由反射式光閥所產生之影像反射至成像系 統中。 上述之第一反射元件例如是一面鏡。其中，面鏡可為 平面鏡、曲面鏡或非球面鏡。 1261泛gtwf d〇c/g 上述之第一反射元件例如是一稜鏡，其具有一反射 層。此稜鏡之反射層適於將光束反射至反射式光閥上，並 將由反射式光閥所產生之影像反射至成像系統中。此外， 第一反射元件可具有放大率或不具放大率。 上述之知明糸統例如包括一光源與多個第一光學元 件。其中，光源適於提供光束，而第一光學元件係配置於 光束的傳遞路徑上。此外，第一光學元件例如是透鏡、平 面鏡、曲面鏡、非球面鏡、棱鏡或上述之組合。 # 上述之照明系統例如更包括一光積分柱，其係配置於 光源與第一光學元件之間。 上述之照明系統例如更包括一第二反射元件，其係配 置於第一光學元件與第一反射元件之間，以將光束反射至 第一反射元件上。其中，第二反射元件例如是一面鏡。 上述之光源例如是果燈、發光二極體、金屬鹵化物 燈、鹵素燈或南強度放電燈(high intensity discharge lamp， HID lamp) ° φ 上述之成像系統例如是一投影鏡頭。此投影鏡頭例如 包括多個第二光學元件。其中，這些第二光學元件例如是 透鏡、平面鏡、曲面鏡、亦球面鏡、棱鏡或上述之組合。 •此外，投影鏡頭例如更包括一第三反射元件，其係配置於 第二光學元件之間。另外，第三反射元件例如是一面鏡。 上述之反射式光閥例如是數位微鏡裝置或反射式單 晶矽液晶面板。 上述之光學投影裝置例如更包括一透鏡，其係配置於 7 1261462 twf.doc/g 反射式光閥與第一反射元件之間。 本發明採用一第一反射元件配置於反射式光閥與成 像系統之間以及反射式光閥與照明系統之間，以將光束反 射至反射式光閥上，並將由反射式光閥所產生之影像反射 至成像系統中◦如此，可改變成像系統配置的位置，使成 像系統緊鄰照明系統，所以本發明之光學投影裝置的整體 體積可以做得更小且更薄。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 圖2A與圖2B分別繪示依照本發明一較佳實施例所述 之光學投影裝置的結構示意圖。請參照圖2A與圖2B，本 實施例之光學投影裝置200a/200b包括一照明系統210、一 反射式光閥220、一成像系統230以及一第·一反射元件 240。其中，照明系統210適於提供一光束212a，而反射 式光閥220係配置於光束212a的傳遞路徑上。此反射式光 閥220適於將光束212a轉換成影像212a，。此外，成像系 統230係配置於影像212a’的傳遞路徑上，而第一反射元 件240係配置於反射式光閥220與成像系統230之間以及 反射式光閥220與照明系統210之間，且位於光束212a 及影像212a’的傳遞路徑上。此第一反射元件240適於將 光束212a反射至反射式光閥220上，並將由反射式光閥 220所產生之影像212a’反射至成像系統230中。 8 I2614^twf.doc/g 上述之光學投影裝置200a/200b中，照明系統21〇例 如包括一光源212與多個第一光學元件214,其中光源212 係用以提供光束212a。此處之光源212可為汞燈、發光二 極體、金屬i化物燈、函素燈、高強度放電燈或其他適用 之光源，而在一實施例中汞燈例如是超高壓汞燈。此外， 弟光车元件214例如是透鏡、平面鏡、曲面鏡、非球面 鏡、棱鏡或上述之組合，其係配置於光束212a的傳遞路徑 上。另外，在一實施例中，照明系統210例如更包括一光 積分柱216，其係配置於光源212與第一光學元件214之 間，以使光源212所提供的光束212a，均勻化。 承上述，光束212a在通過第一光學元件214後，會 經由第一反射元件240反射至反射式光閥220上。其中， 第一反射元件240例如是一面鏡，而此面鏡可為平面鏡(如 圖2A所示）、曲面鏡(如圖2B所示）或非球面鏡。此外，第 一反射元件240可具有放大率或不具放大率。，另外，反射 式光閥220可為數位微鏡裝置、反射式單晶矽液晶面板或 其他反射式成像元件，其係用以將光束212a轉換成影像 212a’，並將影像212a’反射。 之後’由反射式光閥220所產生的影像212a，會被反 射至第一反射元件240上，而此第一反射元件24〇會再將 影像212a’反射至成像系統230中，並藉由成像系統230 將影像212a’投影於螢幕(未繪示)上。在此，成像系統23〇 例如是一投影鏡頭，其包括多個第二光學元件232，而這 些弟一光學元件232例如是透鏡、平面鏡、曲面鏡、非球 1261 偏 twf.doc/g 面鏡、稜鏡或上述之組合。 在光學投影裝置200a中，可於反射式光閥220與第 一反射元件240之間配置一透鏡250,其係用以將光束212a 收斂，以提高成像品質。 本實施例之第一反射元件240除了可將照明系統210 所提供之光束212a反射至反射式光閥220外，還可將由反 射式光閥220所產生之影像212a’反射至成像糸統230中。 換言之，在本實施例中可藉由調整第一反射元件240擺放 的角度，彎折影像212a’的傳遞路徑，進而改變成像系統 230配置的位置，使成像系統230緊鄰照明系統220。相較 於習知光學投影裝置l〇〇a、100b(如圖1A與圖1B所示）， 本實施例因成像系統230的配置位置，使其緊鄰照明系統 220，所以可使光學投影裝置200a的整體體積縮小，且厚 度變薄，以符合現今電子產品追求輕薄短小的趨勢。 此外，本實施例係採用第一反射元件240,同時反射光 束212a與影像212a’的設計，不僅可減少反射元件數量， 以節省元件成本，還可使光學投影裝置200a的體積進一步 縮小。 值得注意的是，本實施例之第一反射元件除了如圖2 A 及圖2B中所繪示之面鏡外，還可以是一稜鏡(未繪示），其 具有一反射層，而此反射層係用以將光束212a反射至反射 式光閥220上，並將由反射式光閥220所產生之影像212a， 反射至成像系統230中。 圖3繪示本發明另一實施例所述之光學投影裝置的結 1261462 16292twf.doc/g 構示意圖。請參照圖3，其與圖2A相似，以下僅針對不同 處進行說明。本實施例之光學投影裝置200c中，照明系統 210例如更包括一第二反射元件218,其係配置於第一光學 元件214與第一反射元件240之間。此第二反射元件214 例如是面鏡，其係用以將光束212a反射至第一反射元件 240 上。 圖4繪示本發明又一實施例所述之光學投影裝置的結 構示意圖。請參照圖4，其與圖2A之最大不同處在於圖4 > 之光學投影裝置200d中，成像系統230例如更包括一第三 反射元件234，而此第三反射元件234係配置於該些第二 光學元件232之間。在本實施例中，第三反射元件例如是 面鏡，其係用以改變影像212a，的傳遞路徑，使得成像系 統230内具有一折彎處。如此一來，可縮短成像系統230 的長度，進而縮短光學投影裝置200d的長度。 綜上所述，本發明之光學投影裝置至少具有下列優 點： _ 1·由於第一反射元件可改變影像之傳遞路徑，使成像 系統配置的位置緊鄰照明系統，所以本發明之光學投影裝 置的整體體積可以做得更小且更薄。 2·採用第一反射元件同時反射光束與影像的設計，不 僅可減少反射元件數量，以節省元件成本，還可使光學投 影裝置的體積進一步縮小。 3·在成像系統中配置_第三反射元件於第二光學元件 之間，可改變影像的傳遞路徑，以縮短成像系統的長度， 工261 偏 twf.doc/g 進而細短光學投影裝置的長度。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精^ 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 又 【圖式簡單說明】 圖1A與圖繪示習知兩種光學投影裝置的結構示意 圖。 、 •圖2A與圖2B分別繪示依照本發明一較佳實施例所述 之光學投影裝置的結構示意圖。 圖3给示本發明另一實施例所述之光學投影裝置的結 構示意圖。 圖4繞示本發明又一實施例所述之光學投影裝置的結 構示意圖。 【主要元件符號說明】 50 :未利用空間 • 100a、100b、2⑻a〜200d ··光學投影裝置 110、210 :照明系統 112、 212 :光源 112a、212a :光束 112a’、212a’ ：影像 113、 216 :光積分才主 114 :透鏡 116a、116b :反射!竟 12 12614^2Wfd〇c/g 120 :數位微鏡裝置 130、230 :成像系統 214 :第一光學元件 218 :第二反射元件 220 ··反射式光閥 232 :第二光學元件 234 :第三反射元件 240 :第一反射元件 φ 250 :透鏡

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Claims (1)

1. I2614^twfdoc/g 十、申請專利範圍： 1·一種光學投影裝置，包括： 一照明系統，適於提供一光束； 一反射式光閥，配置於該光束的傳遞路徑上，該反射 式光閥適於將該光束轉換成一影像； 一成像系統’配置於該影像的傳遞路徑上；以及 一第一反射兀件，配置於該反射式光閥與該成像系統 之間以及該反射式光閥與該照明系統之間，且位於該光束 • 及該影像的傳遞路徑上，該第一反射元件適於將該光束反 射至該反射式光閥上，並將由該反射式光閥所產生之該影 像反射至該成像糸統中。 2·如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 該第一反射元件包括一面鏡。 3·如申請專利範圍第2項所述之光學投影裝置，其中 該面鏡包括平面鏡、曲面鏡或非球面鏡。· 4·如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 φ 該第一反射元件包括一棱鏡，該稜鏡具有一反射層，其中 該稜鏡之該反射層適於將該光束反射至該反射式光閥上， 並將由該反射式光閥所產生之該影像反射至該成像系統 中〇 5·如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 該第一反射元件具有放大率。 6.如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 該第一反射元件不具放大率。 14 I261462twfd〇c/g 7·如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其 該照明系統包括： f 一光源，適於提供該光束；以及 多個第一光學元件，配置於該光束的傳遞路經上。 8·如申請專利範圍第7項所述之光學投影裝置，其中 §亥些第一光學元件包括透鏡、平面鏡、曲面鏡、非球 棱鏡或上述之組合。 兄、 9·如申請專利範圍第7項所述之光學投影裝置，其中 該照明系統更包括一光積分柱，配置於該光源與該些第一 光學元件之間。 10·如申請專利範圍第7項所述之光學投影裝置，其中 該光源包括汞燈、發光二極體、金屬鹵化物燈、齒素燈或 面強度放電燈(high intensity discharge lamp，HID lamp)。 11·如申請專利範圍第7項所述之光學投影裝置，其中 該照明系統更包括一第二反射元件，配置於談些第一光學 元件與該第一反射元件之間，以將該光束反射至該第一反 射元件上。 12·如申請專利範圍第1〇項所述之光學投影裝置，其 中該第二反射元件包括一面鏡。 13·如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 該成像系統包括一投影鏡頭。 14.如申請專利範圍第13項所述之光學投影裝置，其 中該投影鏡頭包括多個第二光學元件。 15·如申請專利範圍第η項所述之光學投影裝置，其 15 I2614^twfdoc/g 中該些第二光學元件包括透鏡、平面鏡、曲面鏡、非球面 鏡、棱鏡或上述之組合。 16. 如申請專利範圍第14項所述之光學投影裝置，其 中該投影鏡頭更包括一第三反射元件，配置於該些第二光 學元件之間。 17. 如申請專利範圍第16項所述之光學投影裝置，其 中該第三反射元件包括一面鏡。 18. 如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，其中 該反射式光閥包括數位微鏡裝置或反射式單晶矽液晶面 板。 19. 如申請專利範圍第1項所述之光學投影裝置，更包 括一透鏡，配置於該反射式光閥與該第一反射元件之間。

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