投影机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明描述一种投影机，尤指一种具有二轴翻转式的数字微镜装置的投影机。
【背景技术】
[0002] 投影机利用成像原理并藉由数字微镜装置（Digital Micro-mirror Device)，可 将微小影像投影到上巨幅荧幕上，并提供足够的亮度，将影像资讯分享给众人。
[0003] 图1为传统投影机50的元件架构图，如图1所示，传统投影机50包含了数字微镜 装置10,全反射（Total Internal Reflection，TIR)棱镜组11，反射镜12,透镜模组13， 以及光导管（Light Pipe) 14。为了定义视角方向，图1的右边显示了直角坐标系的3个轴 向。以图1而言，X轴为由原点向右的方向，Y轴为由原点向下的方向，Z轴为指入的方向。 在传统投影机50中，光线经由光导管14穿过透镜模组13,再经由反射镜12反射至全反射 棱镜组11，最后经由数字微镜装置10将成像光传至镜头而投射至荧幕上。然而，传统投影 机50的数字微镜装置10因为物理特性的限制，只能接受入射光以斜射入射。因此，全反射 棱镜组11相对数字微镜装置10倾斜一角度设置（例如45度），这将导致传统投影机50的 体积受到限制，在追求微小化投影机的今日，传统投影机50过大的体积将导致便利性不足 而逐渐失去竞争力。
[0004] 因此，发展一种体积较小的投影机是非常重要的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种投影机，其具有较小的体积。
[0006] 为达到上述目的，本发明提出一种投影机，包含光源、数字微镜装置、镜头、第一棱 柱及第二棱柱。光源用以发出入射光。数字微镜装置于相互垂直的第一方向及第二方向分 别具有第一边及第二边，第一边长于第二边，数字微镜装置接收并反射入射光为成像光，成 像光沿第三方向行进，且第三方向垂直第一方向。镜头是用来接收并投射成像光，第一棱柱 是设置于光源及数字微镜装置间，用来接收并传递光线。第一棱柱包含第一面、第二面及第 三面。第一面是邻近于光源且用来接收入射光，第二面是邻接于第一面且用来反射入射光 至数字微镜装置，第三面是平行于数字微镜装置且具有邻接边邻接于第一面，而邻接边亦 平行于第一边。第二棱柱是设置于第一棱柱及镜头间，用来接收并传递成像光。第二棱柱 包含第四面及第五面，第四面是平行于第二面，第五面是邻接于第四面，且与镜头相对。
[0007] 较佳的，该数字微镜装置为二轴翻转式的数字微镜装置。
[0008] 较佳的，该第五面平行该第三面。
[0009] 较佳的，还包含：
[0010] 第一夹角，位于该第一面及该第二面间；
[0011] 第二夹角，位于该第二面及该第二面间；及
[0012] 第三夹角，位于该第三面及该第一面间；
[0013] 其中，该第三夹角大于该第一夹角及该第二夹角。
[0014] 较佳的，该入射光入射该第一面的方向垂直于该第一面。
[0015] 较佳的，该第三方向垂直于该第五面。
[0016] 较佳的，该第二面及该第四面之间具有间隙。
[0017] 较佳的，该数字微镜装置与该第三面之间具有间隙。
[0018] 较佳的，还包含透镜模组，设于该光源及该第一面间。
[0019] 较佳的，该透镜模组的有效焦距在80mm~82mm之间。
[0020] 较佳的，还包含：光导管，设于该光源及该透镜模组间，用以接收并传递该入射光。 该光导管为楔形光导管。较佳的，该光导管、该透镜模组、该第一棱柱、该第二棱柱、该数字 微镜装置组成光机系统，该光机系统的放大倍率为1. 65~1. 85之间。
[0021] 与现有技术相对比，本发明一种投影机，其设计观念为利用二轴翻转式的数字微 镜装置，使全反射棱镜组与数字微镜装置不会有多余的夹角。因此，相较于传统的投影机， 本发明的投影机其体积较小，且元件的空间配置性可以获得进一步的优化，故更具使用上 的便利性。
【附图说明】
[0022] 图1为传统投影机的元件架构图。
[0023] 图2为本发明实施例的投影机的元件架构图。
[0024] 图3为图2实施例的投影机内两个棱柱结构的示意图。
[0025] 图4为图2实施例的投影机的侧视图。
[0026] 图5为本发明另一实施例的投影机的光路模拟图。
【具体实施方式】
[0027] 图2为本发明实施例的投影机100的元件架构图。如图2所示，投影机100包含了 数字微镜装置（Digital Micro-mirror Device) 20、透镜模组 21、光导管（Light Pipe) 22、 光源23、镜头24、第一棱柱SI以及第二棱柱S2。光源23用来发射入射光A。数字微镜装 置20为矩形的平面装置，具有复数个微镜以用来反射入射光A为成像光B，而数字微镜装置 20具有相互垂直的长边C与短边D (于图4中所示）。在本实施例中，数字微镜装置20为 二轴翻转式的晶片组（TRP(Tilt&Roll Pixel) DLP? Pico? chipset)，其微镜可翻转于 0N、0FF两状态。当微镜为OFF状态时，各微镜沿二轴各翻转17度以将入射光A以约34~ 36度的角度反射为成像光B。镜头24用来接收成像光B。第一棱柱Sl以及第二棱柱S2设 置于透镜模组21、数字微镜装置20与镜头24之间，用以接收由透镜模组21传来的入射光 A、将其反射至数字微镜装置20,并传递成像光B至镜头24上。在投影机100中，光源23发 射入射光A后，入射光A经由光导管22穿透透镜模组21、沿光路Ll传至第一棱柱Sl，并在 第一棱柱Sl内沿光路L2全反射至数字微镜装置20 ;数字微镜装置20反射入射光A为成 像光B，成像光B沿光路L3回第一棱柱Sl内，成像光B随后依序穿透第一棱柱Sl及第二棱 柱S2,并沿光路L4进入镜头24,详细的光线传输情况将于后文详述。为了定义视角方向， 图2的右上角显示了直角坐标系的3个轴向。以图2而言，X轴为指出方向，Y轴为由原点 向上的方向，Z轴为原点向左的方向。在本实施例中，第一棱柱Sl与第一棱柱S2之间存在 间隙，第一棱柱Sl与数字微镜装置20之间存在间隙，但本发明不限于此，其它实施例中，第 一棱柱SI与第一棱柱S2之间，第一棱柱SI与数字微镜装置20之间可为紧密贴合。以下 将详细说明投影机100中的第一棱柱Sl与第一棱柱S2的结构，以及光线如何在两个棱柱 间反射的详细过程。
[0028] 图3为图2实施例的投影机100内第一棱柱Sl及第二棱柱S2结构的示意图。在 本实施例中，第一棱柱Sl为三角棱柱，具有五个平面，包含第一三角型平面TP1、第二三角 型平面TP2、第一面P1、第二面P2及第三面P3。而第一面Pl与第二面P2相夹一个第一夹 角A1，第二面P2与第三面P3相夹一个第二夹角A2、第三面P3与第一面Pl相夹一个第三夹 角A3。在本实施例中，第三夹角A3会大于第一夹角Al及第二夹角A2。举例来说，第一夹角 Al为52. 31度，第二夹角A2为29. 50度，第三夹角A3为98. 19度。第二棱柱S2亦为三角 棱柱，具有五个平面，包含第三三角型平面TP3、第四三角型平面TP4、第四面P4、第五面P5 及第六面P6。而第四面P4与第五面P5相夹一个第四夹角A4,第四面P4与第六面P6相夹 一个第五夹角A5,第五面P5与第六面P6相夹一个第六夹角A6。在本实施例中，第四夹角 A4可以相等于第二夹角A2。举例来说，第四夹角A4为29. 50度，第五夹角A5为95. 50度， 第六夹角A6为55. 50度。在本实施例中，第一棱柱Sl与第二棱柱S2要满足以下的位置条 件：第一棱柱Sl的第三面P3平行于第二棱柱S2的第五面P5,第一棱柱Sl的第二面P2平 行于第二棱柱S2的第四面P4 ;并且，第一棱柱Sl的第三面P3必须与图2中的数字微镜装 置20平行（于Y轴平行），且第一棱柱Sl的第三面P3与第一面Pl的邻接边E必须与数字 微镜装置20的长边C平行（于X轴平行）。
[0029] 以下将依据图2及图3的结构，详述投影机100中入射光A及成像光B传递的过 程。在图2中，入射光A自光源23发射后随即被光导管22接收。本实施例所用的光导管可 为楔形（Wedge)的光导管22,即光导管22接收入射光A的入光面积大于输出入射光A的出 光面积，因此可以有效提升光导管22收光量（coupling efficiency)。入射光A依序穿透 光导管22及透镜模组21。透镜模组21的功能为利用聚焦的物理特性集束入射光A，使入射 光A能准确地投射