TWI442165B - 投影機光機裝置 - Google Patents

Description

投影機光機裝置

本發明涉及一種投影機光機裝置，尤指一種攜帶型具有雷射光源的投影機光機裝置。

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，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機裝置。

本發明提供一種投影機光機裝置，其包括一雷射光源、一色輪以 及一光路結構，該雷射光源產生一第一顏色光，該第一顏色光照射並通過該色輪後，再產生一第二顏色光以及一第三顏色光。該三種顏色光通過該光路結構具有的合光裝置及導光元件，經混光處理後導引至一數位微鏡顯示裝置再折向至一投影鏡頭組。

相較現有技術，本發明的投影機光機裝置，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，使該雷射光源產生的三顏色光，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

12‧‧‧雷射光源

120‧‧‧雷射光產生器

122、1422、1442、1632‧‧‧透鏡

14‧‧‧色輪

142‧‧‧受光表面

144‧‧‧出光表面

146‧‧‧光照區塊

1462‧‧‧第一受光區域

1464‧‧‧第二受光區域

1466‧‧‧第三受光區域

148‧‧‧螢光層

16‧‧‧光路結構

162‧‧‧合光裝置

163‧‧‧導光元件

1634‧‧‧反射鏡

164‧‧‧稜鏡組

165‧‧‧數位微鏡顯示裝置

166‧‧‧投影鏡頭組

B‧‧‧第一顏色光

R‧‧‧第二顏色光

G‧‧‧第三顏色光

圖1是本發明投影機光機裝置的實施例示意圖。

圖2是圖1的投影機光機裝置的色輪面板受光面示意圖。

圖3是圖1的投影機光機裝置的色輪面板剖視圖。

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，為本發明投影機光機裝置的實施例示意圖，該光機裝置10，包括一雷射光源12、一色輪14以及一光路結構16。該雷射光源12包括至少一雷射光產生器120。本實施例中，該雷射光源12由該雷射光產生器120產生一第一顏色光B，該第一顏色光B為藍色光。該雷射光產生器120前端具有一透鏡122，該透鏡122使該第一顏色光B的光線集中，以使該第一顏色光B集中射向該色輪14。該色輪14為持續旋轉的面板，該色輪14面板包括一受光表面142以及一出光表面144，該受光表面142面對著該雷射光源12，該出光表面144面對著該光路結構16。該色輪14面板上具 有一光照區塊146(如圖2所示)，該光照區塊146為透明板，可以容許該雷射光源12的該第一顏色光B穿過。該光照區塊146為一環狀，分佈在該色輪14面板上。該光照區塊146具有一螢光層148設置，該螢光層148可以在該受光表面142或是該出光表面144上設置。該螢光層148受該雷射光源12照射激發產生不同的顏色光。本實施例中，該光照區塊146包括一第一受光區域1462、一第二受光區域1464以及一第三受光區域1466，其中該第一受光區域1462透明板上不具有該螢光層148設置，該雷射光源12的該第一顏色光B可直接穿過該第一受光區域1462。該第二、三受光區域1464、1466透明板上具有該螢光層148設置，但該第二、三受光區域1464、1466上的該螢光層148為不同的螢光層148(如圖3所示)。該第二受光區域1464的該螢光層148受該雷射光源12該第一顏色光B照射後，由該出光表面144出光時激發產生一第二顏色光R。該第三受光區域1466的該螢光層148受該雷射光源12該第一顏色光B照射後，由該出光表面144出光時激發產生一第三顏色光G。該第二顏色光R為紅色光，該第三顏色光G為綠色光。該第二顏色光R與該第三顏色光G受該第一顏色光B激發後，在該色輪14面板的該出光表面144穿出。該色輪14面板的該受光表面142以及該出光表面144前各具有一透鏡1422、1442設置，該受光表面142透鏡1422使該1442第一顏色光B照射在該光照區塊146，該出光表面144透鏡1442則使該第一顏色光B、該第二顏色光R與該第三顏色光G投射至該光路結構16。因此，該第一顏色光B的光路徑，在穿過該色輪14後再產生該第二顏色光R與該第三顏色光G，而由該透鏡1442將該三顏色光B、R、G導引投射至該光路結構16。

該光路結構16包含有一合光裝置162、一導光元件163、一稜鏡組 164、一數位微鏡顯示裝置165以及一投影鏡頭組166。該合光裝置162接受通過該色輪14的該第一顏色光B以及該第二顏色光R與該第三顏色光G，將該三顏色光B、R、G集合成在同一光軸的合光光束。接著使該三顏色光B、R、G的合光光束投射至該導光元件163，該導光元件163以光的反覆折射進行該合光光束的勻光以及消除光斑的運作。該導光元件163是一光導管(Light Tunnel)。該導光元件163與該數位微鏡顯示裝置165之間設置該稜鏡組164，經過勻光處理的該合光光束再通過兩透鏡1632及一反射鏡1634的導引投射至該稜鏡組164。該稜鏡組164是由二稜鏡組合形成的反向全內反射稜鏡(RTIR,Reverse Total Internal Reflection)。該稜鏡組164先將該合光光束以全內反射投射至該數位微鏡顯示裝置165(DMD,Digital Micro-mirror Device)上。該數位微鏡顯示裝置165於接受該合光光束後構成一影像光束，該影像光束再通過該菱鏡組164反向折射至該投影鏡頭組166，從而該數位微鏡顯示裝置165構成的該影像可以被投射出去。該合光裝置16接收的該第一顏色光B為藍色的雷射光，該第二顏色光R與該第三顏色光G為以該雷射光源12直接照射激發產生的紅色光及綠色光，經混光後所產生同一光軸的該合光光束的亮度相較於LED光源產生的光束亮度大為提升。換言之，該雷射光源12所產生的藍、紅、綠顏色光(第一顏色光B、第二顏色光R及第三顏色光G三原色光)，因為有該雷射光源12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。

本發明投影機光機裝置，該雷射光源12具有的高強度特性，用以照射該色輪14具有的該透明光照區塊146以及該光照區塊146具有 的該螢光層148，使該螢光層148以穿過光線激發產生該第二顏色光R與該第三顏色光G，能用以節省光路徑配置的元件以降低成本，再配合雷射光源12的該第一顏色光B，產生亮度高的合光光束使色彩更鮮艷，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

12‧‧‧雷射光源

120‧‧‧雷射光產生器

122、1422、1442、1632‧‧‧透鏡

14‧‧‧色輪

142‧‧‧受光表面

144‧‧‧出光表面

16‧‧‧光路結構

162‧‧‧合光裝置

163‧‧‧導光元件

1634‧‧‧反射鏡

164‧‧‧稜鏡組

165‧‧‧數位微鏡顯示裝置

166‧‧‧投影鏡頭組

B‧‧‧第一顏色光

R‧‧‧第二顏色光

G‧‧‧第三顏色光

Claims (8)

1. 一種投影機光機裝置，其包括一雷射光源、一色輪以及一光路結構，該雷射光源產生一第一顏色光，該色輪為持續旋轉的面板，該面板上具有一光照區塊，該光照區塊以環狀分佈並包括一第一受光區域、一第二受光區域以及一第三受光區域，該第一受光區域不具有螢光層設置，該第二、三受光區域具有不同的螢光層設置，該第一顏色光照射並通過該色輪後，該第二、三受光區域再產生一第二顏色光以及一第三顏色光，該三種顏色光通過該光路結構具有的合光裝置及導光元件，經混光處理後導引至一數位微鏡顯示裝置再折向至一投影鏡頭組。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光機裝置，其中，該雷射光源包括至少一雷射光產生器，該雷射光產生器前端具有一透鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光機裝置，其中，該第一顏色光為藍色光，該第二顏色光為紅色光，該第三顏色光為綠色光。
4. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光機裝置，其中，該色輪面板包括一受光表面以及一出光表面，該受光表面面對著該雷射光源，該出光表面面對著該光路結構。
5. 如申請專利範圍第4項所述的投影機光機裝置，其中，該色輪面板的該光照區塊為透明板，該螢光層在該受光表面或是該出光表面設置。
6. 如申請專利範圍第4項所述的投影機光機裝置，其中，該受光表面以及該出光表面前各具有一透鏡設置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的投影機光機裝置，其中，該導光元件與該數位微鏡顯示裝置之間具有一稜鏡組設置，該稜鏡組是由二稜鏡組合形成的反向全內反射稜鏡。
8. 如申請專利範圍第7項所述的投影機光機裝置，其中，該導光元件為一光導管，通過兩透鏡及一反射鏡導引光束投射至該稜鏡組。