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TWI440956B - 投影機光源裝置 - Google Patents

投影機光源裝置 Download PDF

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TWI440956B TW100129354A TW100129354A TWI440956B TW I440956 B TWI440956 B TW I440956B TW 100129354 A TW100129354 A TW 100129354A TW 100129354 A TW100129354 A TW 100129354A TW I440956 B TWI440956 B TW I440956B
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Description

投影機光源裝置
本發明涉及一種投影機光源裝置，尤指一種攜帶型具有組合性光源的投影機光源裝置。
一般投影機使用的光源，如鎢鹵素燈、金屬鹵化物燈、超高壓汞燈或氙氣燈等，其具有的共通特性是過熱、高耗電、低燈泡壽命、體積過大、重量不輕又不易攜帶。近年來，電子產品發展以「輕、薄、短、小、成本低」的趨勢發展，光學投影機產品也不例外，在光源部分採用以相對較低耗電、發熱較少、體積較小且壽命較長的發光二極體(LED)來作為光源。但是，LED光源在光的指向性及色純度上相對較差，且四處散色的發光方式也造成光利用率降低，進而導致投影機的投影亮度無法提昇。雖然，為改善LED光源發光方式及利用率低的缺點，而發展出的雷射LED光源，仍然因技術的限制，只有紅光較為成熟具有市場規模。因此，其他顏色必須利用倍頻晶片進行轉換，其結構相對複雜且成本過高。所以目前使用LED光源的攜帶式投影機，在投影亮度以及色彩飽和度上，仍有其缺點及困難待克服。
有鑒於此，有必要提供可增加攜帶型投影機亮度的一種投影機光源裝置。
本發明提供一種投影機光源裝置，其包括一光源組、一合光裝置、一導光元件、一菱鏡組、一數位微鏡顯示裝置以及一投影鏡頭組。該光源組包括一發光二極體光源、一雷射光源以及一色輪，該發光二極體光源產生第一顏色光，該雷射光源照射該色輪產生第二顏色光及第三顏色光，通過該合光裝置、導光元件將該三顏色光加以混光處理後，經由該菱鏡組投射至該數位微鏡顯示裝置上，再折向至該投影鏡頭組。
相較現有技術，本發明的投影機光源裝置，通過雷射光源具有的高亮度，對應該色輪上設置的螢光粉，能藉以激發出所需要的顏色光，再配合該發光二極體以透鏡彙集發出的顏色光，使該光源裝置產生的三顏色光，具有良好的色彩飽和度以及流明強度，從而可以有效提昇該投影機的發光亮度。
10‧‧‧光源裝置
11‧‧‧光源組
112‧‧‧發光二極體光源
1122‧‧‧第一兩向分色鏡
1124‧‧‧第二兩向分色鏡
1126‧‧‧透鏡組
1128、1142、1164、132‧‧‧透鏡
114‧‧‧雷射光源
1140‧‧‧雷射光產生器
1144、134‧‧‧反射鏡
116‧‧‧色輪
1162‧‧‧光照區塊
1162a‧‧‧第一光照區塊
1162b‧‧‧第二光照區塊
12‧‧‧合光裝置
13‧‧‧導光元件
14‧‧‧菱鏡組
15‧‧‧數位微鏡顯示裝置
16‧‧‧投影鏡頭組
b‧‧‧雷射光束
R‧‧‧紅色光
G‧‧‧綠色光
B‧‧‧藍色光
圖1是本發明投影機光源裝置的實施例光路徑示意圖。
圖2是圖1的投影機光源裝置的色輪面板受光面示意圖。
下面將結合附圖對本發明作一個具體介紹。
請參閱圖1所示，為本發明投影機光源裝置的實施例光路徑示意圖，該光源裝置10，其包括一光源組11、一合光裝置12、一導光元件13、一菱鏡組14、一數位微鏡顯示裝置15以及一投影鏡頭組16。該光源組11主要在於產生具有高亮度的三原色光，然後通過該合光裝置12將該三原色光集合成在同一光軸的合光光束。接著投射至該導光元件13以光的折射進行該合光光束的勻光及消除光斑的運作。該導光元件13是一光導管(Light Tunnel)。經過該導 光元件13的該合光光束，再通過透鏡132及反射鏡134導引投射至該菱鏡組14。該菱鏡組14是由二菱鏡組合形成的反向全內反射菱鏡(RTIR,Reverse Total Internal Reflection)。該菱鏡組14先將該等經過勻光處理的合光光束以全內反射投射至該數位微鏡顯示裝置15(DMD,Digital Micro-mirror Device)上。該數位微鏡顯示裝置15於接受該合光光束後構成影像光束，該影像光束再通過該菱鏡組14反向折射至該投影鏡頭組16，從而該數位微鏡顯示裝置15構成的影像可以被投射出去。
該光源組11包括一發光二極體光源112、一雷射光源114以及一色輪116。該發光二極體光源112產生第一顏色光，該雷射光源114照射該色輪116產生第二顏色光及第三顏色光。本實施例，該發光二極體光源112為藍色發光二極體，該第一顏色光為藍色光B。該發光二極體光源112的光路徑，是穿過位於該發光二極體光源112前端的一第一兩向分色鏡1122(DM,Dichroic Mirror)後，被位於該合光裝置12前端的一第二兩向分色鏡1124折射導向該合光裝置12。該第一兩向分色鏡1122與該發光二極體光源112之間具有一透鏡組1126，而該第一、二兩向分色鏡1122、1124之間具有一透鏡1128設置，該透鏡組1126以及該透鏡1128用以聚集該發光二極體光源112發出的藍色光B。
該雷射光源114包括至少一雷射光產生器1140，用以產生一雷射光束b，該雷射光束b為雷射藍色光。本實施例中，該雷射光源114以數個雷射光產生器1140為一組。該雷射光源114由六個雷射光產生器1140組成，產生具有較高亮度的雷射光束b。該雷射光產生器1140前端具有一透鏡1142，該透鏡1142使該雷射光束b的 雷射藍色光集中射向該色輪116。該組雷射光產生器1140位於該發光二極體光源112的同一側，具有反射鏡1144設置以導引該雷射光束b射向該色輪116。該雷射光束b射向該色輪116的路徑中，直接穿過該第一兩向分色鏡1122，使該雷射光束b直接投射至該色輪116上。
該色輪116為持續旋轉的面板，該色輪116面板的受光表面上具有至少一光照區塊1162(如圖2所示)，該光照區塊1162受該雷射光源114產生的雷射光束b光照射。本實施例中，該色輪116面板的表面具有一第一光照區塊1162a以及一第二光照區塊1162b，該第一光照區塊1162a與該第二光照區塊1162b塗佈具有不同的螢光層。該第一光照區塊1162a以及該第二光照區塊1162b形成環狀分佈在該色輪116面板的表面。該第一光照區塊1162a的螢光層受該雷射光源114的雷射光束b藍色光照射會激發反射產生一第二顏色光。該第二顏色光為紅色光R。該第二光照區塊1162b的螢光層受該雷射光源114的雷射光束b藍色光照射會激發反射產生一第三顏色光。該第三顏色光為綠色光G。該第一、二顏色光具有相同的光路徑，即該紅色光R與綠色光G的光路徑，均通過該色輪116面板受光表面一側的透鏡1164射向位於該發光二極體光源112前端的該第一兩向分色鏡1122。該第一兩向分色鏡1122會折射該紅色光R與綠色光G射向另一位於該合光裝置12前端的該第二兩向分色鏡1124，從而該第二兩向分色鏡1124可將該紅色光R與綠色光G折射導引至該合光裝置12。
該合光裝置12接收該光源組11的該發光二極體光源112的藍色光B，以及該雷射光源114高亮度雷射光束b照設該色輪116受光表面 激發產生的紅色光R與綠色光G，經混光後所產生的該同一光軸的合光光束，能藉以提高該合光光束的亮度。換言之，該光源組11所產生的三原色光(紅、藍、綠顏色光)，因為包含有該雷射光源114的高亮度特性，因此可增加該投影機投射時的光亮度，也同時可以增加投影光線的色彩飽和度，提昇該等攜帶型投影機的應用效能。
本發明投影機光源裝置，該光源組11包括發光二極體光源112以及雷射光源114兩種光源，其中該雷射光源114具有的高強度特性，用以照射該色輪116受光表面具有的螢光層，使之激發產生該紅色光R與該綠色光G，再配合該發光二極體光源112的藍色光B，產生的合光光束亮度高、色彩更鮮艷，可有效提高投影機的流明亮度。
應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
10‧‧‧光源裝置
11‧‧‧光源組
112‧‧‧發光二極體光源
1122‧‧‧第一兩向分色鏡
1124‧‧‧第二兩向分色鏡
1126‧‧‧透鏡組
1128、1142、1164、132‧‧‧透鏡
114‧‧‧雷射光源
1140‧‧‧雷射光產生器
1144、134‧‧‧反射鏡
116‧‧‧色輪
12‧‧‧合光裝置
13‧‧‧導光元件
14‧‧‧菱鏡組
15‧‧‧數位微鏡顯示裝置
16‧‧‧投影鏡頭組
b‧‧‧雷射光束
R‧‧‧紅色光
G‧‧‧綠色光
B‧‧‧藍色光

Claims (12)

  1. 一種投影機光源裝置，其包括一光源組、一合光裝置、一導光元件、一菱鏡組、一數位微鏡顯示裝置以及一投影鏡頭組，該光源組包括一發光二極體光源、一雷射光源以及一色輪，該發光二極體光源產生第一顏色光，該雷射光源照射該色輪產生第二顏色光以及第三顏色光，該第二顏色光以及該第三顏色光具有相同的光路徑，通過該合光裝置、導光元件將該三顏色光加以混光處理後，經由該菱鏡組投射至該數位微鏡顯示裝置上，再折向至該投影鏡頭組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源裝置，其中，該發光二極體光源為藍色發光二極體，該第一顏色光為藍色光。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的投影機光源裝置，其中，該發光二極體光源的光路徑，是穿過位於該發光二極體光源前端的一第一兩向分色鏡後，被位於該合光裝置前端的一第二兩向分色鏡折射導向該合光裝置。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的投影機光源裝置，其中，該第一兩向分色鏡與該發光二極體光源之間具有一透鏡組，而該第一、二兩向分色鏡之間具有一透鏡設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源裝置，其中，該雷射光源包括至少一雷射光產生器，產生一雷射光束，該雷射光束為藍色光，該雷射光產生器前端具有透鏡設置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的投影機光源裝置，其中，該雷射光產生器位於該發光二極體光源的同一側，該雷射光束通過反射鏡的設置，引導穿過該第一兩向分色鏡射向該色輪。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源裝置，其中，該色輪為持續旋轉 的面板，該色輪面板的受光表面上具有至少一光照區塊，該光照區塊受該雷射光源照射。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的投影機光源裝置，其中，該色輪光照區塊包括一第一光照區塊以及一第二光照區塊，該第一光照區塊與該第二光照區塊塗佈具有不同的螢光層，該第一光照區塊以及該第二光照區塊形成環狀分佈在該色輪面板的表面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的投影機光源裝置，其中，該第一光照區塊螢光層受該雷射光源照射激發產生第二顏色光，該第二顏色光的為紅色光。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的投影機光源裝置，其中，該第二光照區塊受該雷射光源照射激發產生第三顏色光，該第三顏色光為綠色光。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源裝置，其中，該第二、三顏色光通過該色輪面板受光表面一側具有的透鏡後，經由該第一、二兩向分色鏡的折射導引向該合光裝置。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光源裝置，其中，該菱鏡組是由二菱鏡組合形成的反向全內反射菱鏡。
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