[发明专利]用于投影装置的集光装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于一投影装置的集光装置，尤其是指一种制作简易、且适用于多光源投影装置的集光装置。

背景技术

一般而言，数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影系统包括有光源、分光元件、合光元件和数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)等部件，光线通过各个部件处理后，便能产生影像。而在数字光处理投影系统中，为了整合光线并提升其均匀度，通常会在光源之后的光路径上设置集光柱(integration rod)。光线自光源射出后，便可进入集光柱，在集光柱内部经过多次反射后，再从集光柱的出光面射出。借此，将光线整合并进一步均匀化。

长久以来，数字光处理投影系统有着光展量(étendue)守恒的限制，意指仅为有限的光源面积及光线角度内始为有效光，造成亮度普遍不足的情况。为提高数字光处理投影系统的亮度，可考虑采用多光源照明架构，利用提高光源数量，进而增加光源面积及光线角度，以提高成像亮度。

为将多光源所发射的光线加以结合、并进而均匀化，集光柱的设计便更显重要。先前技术中，已揭露一种用于投影系统的多光源照明架构及其集光装置，如图1A及图1B所示。此现有的照明架构1包含有一第一光源11、一第二光源13、一第一集光柱15、一第二集光柱17以及一第三集光柱19。其中，第一光源11与第二光源13是相对设置，各个集光柱15、17、19分别具有入光面151、171、191及出光面153、173、193，第一集光柱15与第二集光柱17还具有反射面155、175。第一光源11所发射的第一光线111通过入光面151进入第一集光柱15，并通过反射面155反射后，于出光面153射出；同样地，第二光源13的第二光线131通过入光面171穿透进入第二集光柱17，并经第二集光柱17的反射面175反射后，于出光面173射出；于出光面153、173射出的光线，随即进入第三集光柱19中，并经出光面193离开，然后投射至后端的其它光学元件。借此，便可将二不同光源的光线整合、并加以均匀化，同时也减少因合光所需要的元件，进而减少光源系统整体体积。

由于前述的集光装置于结构上颇为复杂，于制造上具有一定困难度。具体说，由于此集光装置的结构是由三个集光柱加以组合，加上各集光柱尺寸极小，欲将第一集光柱15及第二集光柱17结合至第三集光柱19上具有一定的技术难度。此外，集光柱间的耦合不易，光路通过耦合部分的次数愈多，光损耗将愈大。此外，反射面155、175的面积小，精确地涂布(coating)反射材料十分不易。

另一方面，因数字光处理投影系统的数字微镜装置的长宽比具有一定的尺寸比例(通常为4∶3、16∶9或16∶10)，设计时若欲使集光柱的出光面193符合数字微镜装置的长宽比，以及考量光源受本身的限制，必须尽可能水平设置投影机内；投影装置内部势必设置额外的光学元件，以将光线正确投影至数字微镜装置，这不但增加成本也会导致更多的光损耗。

而且，现有的集光装置仅适以配合二光源使用，较难适用于多光源的投影装置，应用上较不具弹性。

综上所述，现有多光源照明架构虽可配合二光源使用，然而集光装置却具有制造难度高、及耦合光线易损耗等缺点。因此，提供一种可应用于多光源照明的投影装置，且易于加工制造、集光效率高且尺寸小的集光装置，为此业界所亟需。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种用于投影装置的集光装置，此集光装置可整合多个光源的光线，以提供投影装置所需的亮度，并且符合数字微镜装置的尺寸比例，及有效利用投影装置的内部空间。

本发明的另一目的在于提供一种用于投影装置的集光装置，此集光装置的结构简单，故具有制作容易、成本较低等优点。

本发明的又一目的在于提供一种用于投影装置的集光装置，于此设计中，减少光路通过集光柱间耦合部分的机会，故此集光装置可大幅降低光耗损的风险，进而获得较佳的光耦合效率。

为达上述目的，本发明的集光装置包含一第一集光柱，其具有一本体部、一纵长方向、一入光端部以及一出光端部。其中，入光端部包含一第一入射面及一第一反射面，第一入射面与第一反射面相邻且形成一夹角，而出光端部是相对于入光端部。于实际使用时，一第一光线适可通过入光端部的第一入射面穿透，进入集光柱的本体部，循纵长方向朝出光端部行进；而一第二光线适可进入第一集光柱的本体部，通过入光端部的第一反射面反射，循纵长方向朝出光端部行进。

附图说明