专利名称：多层滤光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多层滤光装置，特别是涉及一种投影显示装置中使用的多层滤光装置。
背景技术：
随着科技的蓬勃发展，投影机被运用到各种领域，例如业务简报或家庭剧院使用，业务简报型的要求是以高亮度为主，而家庭剧院型为符合播放各种影片则以高色彩饱和度为主。因此，如何将不同需求的投影机，存在同一台投影机上，以提高产品使用的弹性，已成为本领域研发的课题。
请参阅图1，为现有投影显示装置的光学系统，是由光源11 1提供一照明光束，光束经由光源反射罩(reflector)112，聚集反射至一色轮20(colorwheel)，色轮20包括一系列红色、绿色及蓝色等滤光元件，当光束通过色轮20时，即转换成一红、绿、蓝色的有色光束，再通过一光学积分器12例如柱状积分器(Rod integrator)，将有色光束均匀化后，再通过照明透镜组13照射至数字微镜片光学元件14(Digital Micro-mirror Device，DMD)，运用数字微镜片光学元件14上可枢转±12度的微镜片阵列，当微镜片阵列切换至开状态(ON-State)时，光束即入射进入投影镜头15，而投影至萤幕(未图示)上，当微镜片阵列切换至关状态(OFF-State)时，光束即偏离投影镜头15，不会投影至萤幕上。
如图2，为现有投影显示装置的光学系统所使用的色轮20，是由红(R，Red)、绿(G，Green)、蓝(B，Blue)及白(W，White)色四滤光元件211、212、213、214构成一圆环形色轮20，并通过马达22带动色轮20旋转，当照明光束通过四滤光元件211、212、213、214后产生红、绿、蓝、白的不同色光，达到滤光目的。
如图3所示，其为另一种形式的色轮，即轮鼓(Color Drum)30，是一柱状体31的侧表面设有R、G、B三色滤光元件311、312、313，并通过马达32带动轮鼓30旋转，使柱状体31侧表面R、G、B三色滤光元件311、312、313穿透滤光，以分离色光。
然而，现有投影显示装置所使用的色轮20或轮鼓30，作为业务简报时，利用R、G、B滤光元件切入或切出点(cut on/cut off point)互相延伸，或是增加纯透光区，即在既有的R、G、B滤光元件间另加上W滤光元件等方式，增加白光照射时间以提高亮度，但此种方式相对会减少三色滤光元件的照射时间，造成R、G、B色彩较不鲜艳及色彩饱和度不佳。现有投影显示装置作为家庭剧院的应用时，为提高色彩饱和度则由调整各色滤光元件切入或切出点产生较鲜艳的颜色，或拿掉、缩小W滤光元件以减少白光相对照射时间。但是，此两种相反需求的结构，现有投影显示装置的色轮，无法同时满足，因此只能在高亮度与高色彩饱和度中择一，无法同时因应不同使用场合。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种多层滤光装置，通过多层滤光元件的色轮，以符合多种应用场合，提高产品使用弹性。
本发明的另一目的在于提供一种多层滤光装置，通过调整照明光束穿过多层滤光装置位置，可作高亮度及色彩饱和度的不同选择。
为达成上述的目的，本发明多层滤光装置包括多层滤光组，每一层滤光组具有红、绿、蓝、白色滤光元件，滤光元件侧边相邻形成一环状，一马达设于环状滤光组的中心，用以转动多层滤光装置，并通过调整多层滤光装置与光学积分器相对移动，以引导光束照射至特定层的滤光组，达到切换各层滤光组的目的。
图1为现有投影显示装置的光路径图；图2为现有色轮的上视图；图3为现有轮鼓的外观图；图4为本发明第一实施例多层滤光装置的上视图；
图5至图6为本发明第一实施例多层滤光装置动作示意图；图7至图13为本发明第一实施例多层滤光装置滤光元件的配置变化示意图；图14为本发明第二实施例轮鼓的外观图；图15为本发明第二实施例轮鼓动作示意图。
具体实施例方式
请参阅图4，其为本发明第一实施例的多层滤光装置40主要是由二层滤光组41、42及一马达44所构成。其中第一层滤光组41具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三色滤光元件411、412、413，第二层滤光组42具有红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)四色滤光元件421、422、423及424。各滤光元件为扇形，侧边彼此相邻并以马达44为中心构成圆盘形环状，第一层滤光组41内周圆密接马达44，外周圆则与第二层滤光组42的内周圆密接，使滤光组41、42以径向一层接一层向外铺设，通过马达44驱动色轮，以构成一色轮。
如图5A所示，本发明第一实施例的多层滤光装置40固设在光学系统的光学积分器45前，当来自光源的光束穿透多层滤光装置40的第二层滤光组42时，光束即经过依序转动的红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)四色滤光元件421、422、423、424，被分离成R、G、B、W四光束，接着进入光学积分器45。当多层滤光装置40往上移动至虚线位置40′进行转动时，来自光源的光束穿透多层滤光装置40′的第一层滤光组41′后，光束即被分离成R、G、B三色光，接着进入光学积分器45。再如图6所示，本发明第一实施例的多层滤光装置40，也可移动光学系统，达到与多层滤光装置40产生相对位移的目的，即当来自光源的白色光束通过多层滤光装置40的第一层滤光组41时，被分离后的R、G、B三色光会依续入射至光学积分器45所在的光学系统；当光学系统移至光学积分器45′时，来自光源光束即会通过多层滤光装置40的第二层滤光组42，被分离后的R、G、B、W四色光束就会依续入射至光学积分器45′所在的光学系统。因此，只要利用本发明多层滤光装置40，再配合与光学系统适当相对位置调整，即可以同一投影显示装置，应用于不同亮度或色彩饱和度的需求场合，增加产品的使用弹性。
另外，如图7所示，本发明也可将第一实施的二层滤光组41、42相互对调，而达到相同目的。同理，如图8至图10所示，第一实施例二层滤光组41、42，可全为R、G、B或R、G、B、W配置的滤光元件，至少有一层滤光组为二组以上的R、G、B或R、G、B、W排列，作为亮度或色彩饱和度的不同选择，以增加消费者弹性使用范围。再如图11所示，本发明多层滤光装置40也可配置三层滤光组41、42、43，此种三层滤光组设计，使得同一台投影显示装置可具备三种不同亮度或饱和度选择应用，以提高投影显示装置的使用弹性。
如图12所示，本发明多层滤光装置的滤光元件也可由R、G、B、W的互补色黄(Y，Yellow)、紫(M，Magenta)、青(C，Cyan)、白(W，White)构成；另外，如图13所示，第一层滤光组41与第二层滤光组42相同颜色滤光元件可一体制成，例如将第一层滤光组41的R滤光元件与第二层滤光组42的R滤光元件采用单一滤光元件制成，以降低生产成本。
续参图14，本发明第二实施例的轮鼓50，为另一种形式的滤光装置，是一中心具有马达54的柱体，柱体表面设有两层环状滤光组51、52，每一滤光组51、52分别由一系列R、G、B或R、G、B、W滤光元件所组成，该滤光元件可为吸收型滤光片或以镀膜方式形成的，构成一多层轮鼓50，如图15所示，可通过移动多层轮鼓50或光学系统的相对位置，使来自光学系统光源的光束，选择多层轮鼓50上一层滤光组51或52，即穿透R、G、B或R、G、B、W滤光元件，再经由反射镜(Mirror)53或其它方式将R、G、B三色光束导入其后光学系统的光学积分器(未图示)。其中该多层轮鼓50也可如同第一实施例的色轮40，在柱体表面配置两层以上的滤光组。因此，也可以单一多层轮鼓50，使同一台投影显示装置同时符合多种应用，提高投影机使用弹性。
以上所述的仅为用以方便说明本发明的较佳实施例，本发明的范围不限于该各较佳实施例，凡依本发明所作的任何变更，在不脱离本发明的精神下，皆属本发明的权利要求的范围。
权利要求
1.一种多层滤光装置，包括多层滤光组，每一层滤光组具有多个滤光元件，该多个滤光元件侧边相邻形成一环状；以及一马达，设于该环状滤光组的中心。
2.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该滤光组的多个滤光元件为扇形，构成一圆盘形环状。
3.如权利要求2所述的多层滤光装置，其中该多层滤光组，是由马达径向向第二层相接。
4.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该多层滤光组相邻形成中空柱体。
5.如权利要求4所述的多层滤光装置，其中该滤光组的多个滤光元件形成一环状。
6.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该至少一滤光组是由至少一组红、绿、蓝色滤光元件组成。
7.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该至少一滤光组是由至少一组红、绿、蓝、白色滤光元件组成。
8.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该至少一滤光组是由至少一组黄、紫、青色滤光元件组成。
9.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该至少一滤光组是由至少一组黄、紫、青、白色滤光元件组成。
10.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该多层滤光组相邻且相同颜色滤光元件可一体制成。
11.如权利要求1所述的多层滤光装置，其中该滤光装置具有第一及第二层滤光组。
12.如权利要求11所述的多层滤光装置，其中该第一层滤光组是由红、绿、蓝色滤光元件组成。
13.如权利要求11所述的多层滤光装置，其中该第二层滤光组是由红、绿、蓝、白色滤光元件组成。
14.一种使用权利要求1所述多层滤光装置的投影显示光学系统，包括一光学系统，具有光路径；以及一多层滤光装置，具有多层滤光组，设于该光路径附近；其中该多层滤光装置与光学系统通过调整相对位置，以选择一层滤光组嵌入光路径中。
15.如权利要求14所述的投影显示光学系统，其中该光学系统具有一光学积分器，多层滤光装置设于光学积分器之前。
16.如权利要求14所述的投影显示光学系统，其中该多层滤光装置由马达转动，使同层滤光组的滤光元件依序嵌入光路径中。
17.如权利要求14所述的投影显示光学系统，其中该多层滤光组为一光路径可穿透圆盘。
18.如权利要求14所述的投影显示光学系统，其中该多层滤光组可为一柱体，该柱体表面设有滤光元件以反射光路径的光束。
全文摘要
一种多层滤光装置，包括多层滤光组，每一层滤光组具有红、绿、蓝、白色滤光元件，滤光元件侧边相邻形成一环状，一马达设于环状滤光组的中心，用以转动多层滤光装置，并通过调整多层滤光装置与光学积分器相对移动，以引导光束照射至特定层的滤光组，达到切换各层滤光组的目的，使同一投影显示装置可应用于不同需求场合，以提高使用弹性。
文档编号G03B21/14GK1488986SQ0214680
公开日2004年4月14日 申请日期2002年10月11日 优先权日2002年10月11日
发明者王思克 申请人:中强光电股份有限公司