[发明专利]用于灯具的光反射装置及投影装置的照明系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于灯具的光反射装置及投影装置的照明系统；特别是一种投影装置的照明系统中，可有效消除灯具开口处产生中央暗区的光反射装置。

背景技术

投影装置已成为办公室、家庭及会议室等地普遍使用的影像设备，包含了光源及其它光学组件(例如棱镜及成像镜头等)，其中，光源所提供的光线均匀度，与投影装置的成像质量息息相关，是投影装置的关键零组件之一。

在投影装置的众多型式中，数字光处理投影装置(Digital Light Processing，DLP)能接受数字信号，然后产生一系列的数字光脉冲，在市场上逐渐受到瞩目。现有数字光处理投影装置的内部配置如图1A所示，投影装置10包含：光源11、集光柱12、色轮13、光耦合装置14、数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)15、及镜头16等所组成，图1A至图1C所示仅以单片数字微镜装置15及单光源11为例。在光源11的选用上，由于超高压汞灯(Ultra High Pressure Lamp，UHP)具有成本较低、发光效率高等优点，已时常成为光源的优先选择。

在图1A所示的配置下，色轮13用以将光源11所产生的光线，转变为三原色光。具体说，光线通过集光柱12后，即会初步成像，旋转的色轮13通常设置在集光柱12的后端，以选择性地产生三原色光。然后，光线进入光耦合装置14，并通过数字微镜装置15的各个微镜结构控制其反射，最后由镜头16投射出去。

若欲提升照明系统的亮度表现，或可考虑设置多个光源，一并投射至集光柱12合光后，再供后端的其它光学组件使用。然而，受数字微镜装置15的光展量(étendue)守恒限制，并非单纯增加光源便可等效地提升亮度。如何配置光源以获得最大效应，已成为设计投影装置的照明系统所面临的最大挑战之一。

相应光展量守恒的限制，一种现有的改善方式是将光路设计成一再反射系统(retro-reflect system)。图1B以可发射平行光的二个球面灯具11a、11b为例，相对设置的球面灯具11a、11b所投射的平行光，部分会直接通过一反射棱镜17反射出去，另一部分则会先通过对向设置的灯具内部反射后，导引至反射棱镜17再反射出去。如此一来，可将部分光线回收后反射，以达到符合系统光展量限制的效果。

然而，运用再反射系统仍存在部分缺点。例如，若采用超高压汞灯等具有灯芯的灯具作为光源，会因为本身的结构限制，导致由灯具开口处所投射出的投影光线，于中央位置产生暗区。如图1C所示，以一可聚光的椭圆灯具11c为例，由于灯具结构包含灯芯111，由灯具开口处所投射出来的投射面113的亮度分布中，中央区域115将会形成暗区，不利于最后亮度的整体表现。

有鉴于此，提供一种于投影装置的照明系统中，可有效消除灯具开口处产生中央暗区现象的光反射装置，为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种投影装置的照明系统及用于一灯具的光反射装置，本发明的光反射装置是在原反射面上，局部设计一具有不同厚度的另一反射面，致使光线反射后可局部产生平移，进而改善投射面的中央暗区现象。由于光展量限制，灯具开口处边缘部分将不为投影使用，故光线平移后即使于投射面的周缘产生局部暗区，亦完全不对亮度表现造成影响，较符合光学投影的效益。

本发明的另一目的在于提供一种投影装置的照明系统及用于一灯具的光反射装置，本发明所揭露的结构中，多采用传统光学耦合方式，可尽量避免在光耦合过程造成减损。此外，色轮的设置可较不受限制，例如设置于集光柱的前端，以减少对成像面的影响，提升光投影效率。

本发明的再一目的在于提供一种用于一灯具的光反射装置及投影装置的照明系统，光反射装置可配合运用其它照明系统，例如再反射系统，亦可达到将反射光局部平移，进而补偿并消除灯具开口处产生的中央暗区现象。