專(zhuān)利名稱(chēng)：投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影裝置，尤其涉及一種能減少散斑干涉(Speckle Interferometry)的投影裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用激光光源作為投影裝置的光源時(shí)，由于激光的高相干特性 容易產(chǎn)生散斑干涉(Speckle Interferometry)，造成投影影像的質(zhì)量變差 或是畫(huà)質(zhì)不清晰。因此，需要額外的擴(kuò)散元件來(lái)降低激光束的相干性。
現(xiàn)有技術(shù)如美國(guó)專(zhuān)利US 5313479、 US 65940卯、US 6874893以及 US 6005722等專(zhuān)利，均只教導(dǎo)在光路之中增設(shè)額外的擴(kuò)散元件，用 于降低激光束的相干性。然而，增設(shè)額外的擴(kuò)散元件會(huì)增加光學(xué)元件 的數(shù)量以及成本，并且會(huì)增加整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)的體積，同時(shí)，也增加了 光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于整合擴(kuò)散元件以及合光元件，由此減少光學(xué) 元件的數(shù)量以及成本。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)特征中得到 進(jìn)一步的了解。
為達(dá)上述的一或部份或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一實(shí)施 例的投影裝置包括第一光源、第二光源、合光元件、擴(kuò)散片以及致動(dòng) 元件。第一光源提供具有高相干性的第一光束。第二光源提供具有高 相干性的第二光束。該第一光束以及該第二光束入射該合光元件，并 于該合光元件混成混成光束。擴(kuò)散片設(shè)在該合光元件的表面上，供該 第一光束及該第二光束入射。致動(dòng)元件連接該合光元件，以致動(dòng)該合 光元件，用于改變第一光束及第二光束入射至擴(kuò)散片的位置。在另一實(shí)施例中也提供投影裝置，包括第一光源、第二光源、合 光元件、擴(kuò)散片、第一致動(dòng)元件以及第二致動(dòng)元件。第一光源提供具 有高相干性的第一光束。第二光源提供具有高相干性的第二光束。該 第一光束以及該第二光束入射該合光元件，并在該合光元件混成混成 光束。擴(kuò)散片設(shè)在該合光元件的表面上，供該第一光束及該第二光束 入射。第一致動(dòng)元件連接該第一光源，以致動(dòng)該第一光源，用于改變 該第一光束入射至該擴(kuò)散片的位置。第二致動(dòng)元件連接該第二光源， 以致動(dòng)該第二光源，用于改變?cè)摰诙馐肷渲猎摂U(kuò)散片的位置。
應(yīng)用本發(fā)明，由于擴(kuò)散片直接以鍍膜或黏貼的方式設(shè)在合光元件 的表面，因此可減少光學(xué)元件的數(shù)量，縮小整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)的體積，并 簡(jiǎn)化光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。


圖1顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的投影裝置；
圖2顯示第一實(shí)施例的合光元件的細(xì)部結(jié)構(gòu)；
圖3a顯示致動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)合光元件的情形；
圖3b顯示致動(dòng)元件振動(dòng)合光元件的情形；
圖4顯示擴(kuò)散片的細(xì)部結(jié)構(gòu)；
圖5顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的投影裝置；
圖6a顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的投影裝置；
圖6b顯示第三實(shí)施例的合光元件的細(xì)部結(jié)構(gòu)；
圖7顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的投影裝置；
圖8a顯示積分柱前端設(shè)置集光元件的情形；
圖8b、 8c顯示中空的集光元件；
圖8d、 8e顯示實(shí)心的集光元件。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下結(jié)合附 圖的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚地呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提 到的方向用語(yǔ)，例如上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā)明。
參照?qǐng)D1，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的投影裝置100，包括第一光 源110、第二光源120、第三光源130、合光元件140、合光元件150、 透鏡組161、積分柱162、照明透鏡組163、光閥(opticalvalve)164以 及投射鏡組165。第一光源110提供第一光束111。第二光源120提 供第二光束121。第三光源130提供第三光束131。該第一光束lll、 該第二光束121以及該第三光束131具有高相干性。該第一光束111 以及該第二光束121入射該合光元件140，并在該合光元件140混成 混成光束101?；斐晒馐?01以及該第三光束131入射該合光元件 150，并在該合光元件150混成混成光束102?；斐晒馐?02從該合 光元件150，經(jīng)過(guò)該透鏡組161、積分柱162、照明透鏡組163、光閥 164以及投射鏡組165，被投射于投影平面166。
上述光閥164可以為數(shù)字微鏡元件(DMD)或是單晶硅液晶面板 (LCOS)或是其它光調(diào)變?cè)?。該第一光?10為綠光光源，該第 二光源120為紅光光源，該第三光源130為藍(lán)光光源。
參照?qǐng)D2，合光元件140為分色鏡，包括第一表面(光出射面)141 以及第二表面142。擴(kuò)散片143設(shè)在該第一表面141上。該第一光束 111從該第二表面142入射該合光元件140，該第二光束121在該合 光元件140的該第一表面141反射。該第一光束111在該擴(kuò)散片143 表面上形成第一光點(diǎn)112，該第二光束121在該擴(kuò)散片143表面上形 成第二光點(diǎn)122。致動(dòng)元件144設(shè)在該合光元件140上，其中，該致 動(dòng)元件144致動(dòng)該合光元件140，以連續(xù)變化該第一光點(diǎn)112以及該 第二光點(diǎn)122在該擴(kuò)散片143上的位置，由此以降低激光束的相干性。 合光元件150上也設(shè)有擴(kuò)散片以及致動(dòng)元件，且合光元件150的操作 相似于合光元件140，其詳細(xì)說(shuō)明在此不加累述。
參照?qǐng)D3a，在第一實(shí)施例中，該致動(dòng)元件144可以為馬達(dá)，通過(guò) 旋轉(zhuǎn)該合光元件140，以連續(xù)變化該第一光點(diǎn)112以及該第二光點(diǎn)122 在該擴(kuò)散片143上的位置。參照?qǐng)D3b，該致動(dòng)元件144也可以為振 動(dòng)器，通過(guò)振動(dòng)該合光元件140，以連續(xù)變化該第一光點(diǎn)112以及該 第二光點(diǎn)122在該擴(kuò)散片143上的位置。參照?qǐng)D4，該擴(kuò)散片143可以為螺旋型擴(kuò)散片。
應(yīng)用本發(fā)明，由于擴(kuò)散片直接以鍍膜或黏貼的方式設(shè)在合光元件 的表面，因此可減少光學(xué)元件的數(shù)量，縮小整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)的體積，并 簡(jiǎn)化光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。
參照?qǐng)D5，其顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的投影裝置100'，其特點(diǎn)在 于，將致動(dòng)元件改連接于光源上，第一光源110上設(shè)有第一致動(dòng)元件 113、第二光源120上設(shè)有第二致動(dòng)元件123、第三光源130上設(shè)有 第三致動(dòng)元件133。通過(guò)該第一致動(dòng)元件113、第二致動(dòng)元件123以 及第三致動(dòng)元件133，振動(dòng)該第一光源110、該第二光源120以及該 第三光源130，由此，連續(xù)變化該光源所發(fā)出的光線(xiàn)照射至合光元件 上的位置，而降低激光束的相干性。
參照?qǐng)D6a，其顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的投影裝置200，其特點(diǎn)在 于，以合光棱鏡(X-Prism)作為合光元件，合光元件210包括多個(gè)光入 射面212以及光出射面(第一表面)211，該第一光束lll、該第二光束 121以及該第三光束131在該光入射面212入射該合光元件210，以 形成混成光束102。混成光束102從該光出射面211離開(kāi)該合光元件 210。該光出射面211上設(shè)有擴(kuò)散片220。輔助參照?qǐng)D6b，合光元件 210的底部設(shè)有致動(dòng)元件230，該致動(dòng)元件230振動(dòng)該合光元件210， 以連續(xù)變化該混成光束102照射至該擴(kuò)散片220上的位置。
參照?qǐng)D7，其顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的投影裝置200，，同第三實(shí) 施例，其以合光棱鏡(X-Prism)作為合光元件。同時(shí)，同第二實(shí)施例， 其特點(diǎn)在于，將致動(dòng)元件改連接于光源上，第一光源110上設(shè)有第一 致動(dòng)元件113、第二光源120上設(shè)有第二致動(dòng)元件123、第三光源130 上設(shè)有第三致動(dòng)元件133。通過(guò)該第一致動(dòng)元件113、第二致動(dòng)元件 123以及第三致動(dòng)元件133，振動(dòng)該第一光源110、該第二光源120 以及該第三光源130，由此，連續(xù)變化該光源所發(fā)出的光線(xiàn)照射至合 光元件上的位置，而降低激光束的相干性。
應(yīng)用本發(fā)明，光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)散片之后，光束的發(fā)散角度會(huì)變大，使 用振動(dòng)器時(shí)，則光束亦會(huì)振動(dòng)造成有效光束尺寸增加，此時(shí)，可以重 新設(shè)計(jì)透鏡組的收光率，并通過(guò)透鏡組收光，使光束能夠大致上全部進(jìn)入積分柱，可提高光利用率。此外，參照?qǐng)D8a，積分柱162的前 端可設(shè)置集光元件1621，例如，錐形反射罩(cap-rod or tapered rod)， 其具有供混成光束入射的光入射面1623;及面積小于光入射面的面 積的光出射面1624，該光出射面1624的面積小于該光入射面1623 的面積，該混成光束經(jīng)該光出射面1624入射該積分柱，通過(guò)集光元 件增加光入射面的面積，并收集大角度的發(fā)散光線(xiàn)，可更進(jìn)一步地提 高光利用率。參照?qǐng)D8b、 8c，集光元件1621可以為中空元件，其表 面鍍有高反射率的材料。參照?qǐng)D8d、 8e，集光元件1621'也可以為實(shí) 心元件，其通過(guò)全反射或是表面鍍膜等方式引導(dǎo)光束。集光元件1621 的截面可以為方形、圓形或多角型等各種形狀。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而己，當(dāng)不能以此限定本發(fā) 明實(shí)施的范圍，即所有依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單 的等效變化與修飾，均仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋的范圍。另外本發(fā)明的任 一實(shí)施例或權(quán)利要求不須達(dá)成本發(fā)明所公開(kāi)的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特 點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專(zhuān)利文件搜尋之用，并非用 來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1、一種投影裝置，包括第一光源，提供具有高相干性的第一光束；第二光源，提供具有高相干性的第二光束；合光元件，包括第一表面，其中，所述第一光束以及所述第二光束入射至所述合光元件，并在所述合光元件混成混成光束；擴(kuò)散片，設(shè)在所述合光元件的所述第一表面上，供所述第一光束及所述第二光束入射；以及致動(dòng)元件，連接所述合光元件，以致動(dòng)所述合光元件，用于改變所述第一光束及所述第二光束入射至所述擴(kuò)散片的位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，所述第一光源與所述 第二光源分別為激光光源。
3、 如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，所述合光元件為分色鏡。
4、 如權(quán)利要求3所述的投影裝置，其中，所述合光元件還包括 第二表面，所述第一光束經(jīng)所述第二表面入射至所述合光元件，并 經(jīng)過(guò)所述第一表面上的所述擴(kuò)散片離開(kāi)所述合光元件，且于所述擴(kuò) 散片上形成第一光點(diǎn)，所述第二光束在所述第一表面反射并經(jīng)過(guò)所 述擴(kuò)散片，且于所述擴(kuò)散片上形成第二光點(diǎn)。
5、 如權(quán)利要求4所述的投影裝置，其中，所述致動(dòng)元件包含馬 達(dá)，所述致動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)所述合光元件，以連續(xù)變化所述第一光點(diǎn)以 及所述第二光點(diǎn)在所述擴(kuò)散片上的位置。
6、 如權(quán)利要求4所述的投影裝置，其中，所述致動(dòng)元件為振動(dòng) 器，所述致動(dòng)元件振動(dòng)所述合光元件，以連續(xù)變化所述第一光點(diǎn)以及所述第二光點(diǎn)在所述擴(kuò)散片上的位置。
7、 如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其中，所述合光元件為合光 棱鏡。
8、 如權(quán)利要求7所述的投影裝置，其中，所述合光元件包括多 個(gè)光入射面以及光出射面，所述第一光束以及所述第二光束經(jīng)所述 光入射面入射至所述合光元件，并經(jīng)所述光出射面離開(kāi)所述合光元 件，所述第一表面為所述光出射面。
9、 如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其中，所述致動(dòng)元件為振動(dòng) 器，所述致動(dòng)元件振動(dòng)所述合光元件，以連續(xù)變化所述混成光束在 所述擴(kuò)散片上的位置。
10、 如權(quán)利要求l所述的投影裝置，其中，所述擴(kuò)散片為螺旋型 擴(kuò)散片。
11、 如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其還包括收光透鏡組以及積 分柱，其中，所述混成光束經(jīng)過(guò)所述收光透鏡組入射所述積分柱。
12、 如權(quán)利要求11所述的投影裝置，其還包括集光元件，所述 集光元件具有光入射面，供所述混成光束入射；及光出射面，所述 光出射面的面積小于所述光入射面的面積，所述混成光束經(jīng)所述光 出射面入射所述積分柱。
13、 一種投影裝置，包括第一光源，提供具有高相干性的第一光束； 第二光源，提供具有高相干性的第二光束；合光元件，其中，所述第一光束以及所述第二光束入射所述合光 元件，并于所述合光元件混成混成光束；擴(kuò)散片，設(shè)在所述合光元件的第一表面上，供所述第一光束及所述第二光束入射；第一致動(dòng)元件，連接所述第一光源，以致動(dòng)所述第一光源，用于 改變所述第一光束入射至所述擴(kuò)散片的位置；以及第二致動(dòng)元件，連接所述第二光源，以致動(dòng)所述第二光源，用于 改變所述第二光束入射至所述擴(kuò)散片的位置。
14、 如權(quán)利要求13所述的投影裝置，其中，所述第一致動(dòng)元件 以及所述第二致動(dòng)元件分別為振動(dòng)器。
15、 如權(quán)利要求14所述的投影裝置，其中，所述合光元件為分 色鏡。
16、 如權(quán)利要求15所述的投影裝置，其中，所述合光元件還包 括第二表面，所述第一光束經(jīng)所述第二表面入射所述合光元件，并 經(jīng)過(guò)所述第一表面上的所述擴(kuò)散片離開(kāi)所述合光元件，且在所述擴(kuò) 散片上形成第一光點(diǎn)，所述第二光束在所述第一表面反射并經(jīng)過(guò)所 述擴(kuò)散片，且在所述擴(kuò)散片上形成第二光點(diǎn)，所述第一致動(dòng)元件以 及所述第二致動(dòng)元件分別振動(dòng)所述第一光源以及所述第二光源，以 連續(xù)變化所述第一光點(diǎn)以及所述第二光點(diǎn)在所述擴(kuò)散片上的位置。
17、 如權(quán)利要求13所述的投影裝置，其中，所述合光元件為合 光棱鏡。
18、 如權(quán)利要求17所述的投影裝置，其中，所述合光元件包括 多個(gè)光入射面以及光出射面，所述第一光束以及所述第二光束經(jīng)所 述光入射面入射所述合光元件，并經(jīng)所述光出射面離開(kāi)所述合光元 件，所述第一表面為所述光出射面。
19、 如權(quán)利要求13所述的投影裝置，其中，所述擴(kuò)散片為螺旋型擴(kuò)散片。
20、 如權(quán)利要求13所述的投影裝置，其還包括透鏡組以及積分 柱，其中，所述混成光束經(jīng)過(guò)所述透鏡組入射所述積分柱。
21、 如權(quán)利要求20所述的投影裝置，其還包括集光元件，所述 集光元件具有光入射面，供所述混成光束入射；及光出射面，所述 光出射面的面積小于所述光入射面的面積，所述混成光束經(jīng)所述光 出射面入射所述積分柱。
全文摘要
一種投影裝置，包括第一光源、第二光源、合光元件、擴(kuò)散片以及致動(dòng)元件。第一光源提供第一光束。第二光源提供第二光束。該第一光束以及該第二光束入射該合光元件，并于該合光元件混成混成光束。擴(kuò)散片設(shè)在該合光元件表面。致動(dòng)元件設(shè)在該合光元件上，以致動(dòng)該合光元件。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101477295SQ200810001950
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者王俊勛 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司