投影机的制作方法_2

文档序号:8445037阅读:来源:国知局
Sl具有中继部R。中继 部R邻接第一面Pl(于图3所示)且具有反射部26。反射部26可为第一棱柱Sl于第三 面P3 (于图3所示)上的镜面涂层。入射光A穿透光导管22及透镜模组21,沿光路Ll至 第一棱柱Sl,并在第一棱柱Sl内沿光路L2反射至反射部26。入射光A经反射部26反射 后,依序沿光路L3、L4至数位微镜装置20。数位微镜装置20将入射光A反射为成像光B。 在图2中,当数位微镜装置20处于开启状态时,成像光B于第二棱柱S2内沿光路L5传递 并依据光路L6穿透第二棱柱S2而被镜头24接收。而在图4中,当数位微镜装置20处于 关闭状态时,成像光B中的漏光线B1,即成像光B的边缘光(MarginalRay),经第二棱柱S2 的第六面P6 (于图3所示)全反射,并沿既定光路LlO远离第一棱柱Sl及第二棱柱S2。入 射光A、成像光B及漏光线BI的传递过程的细节将于后文详述。为了定义视角方向,图2及 图4的右下角显示了直角坐标系的3个轴向。在图2及图4中,X轴为指出方向,Y轴为由 原点向上的方向,Z轴为由原点向左的方向。在本实施例中,第一棱柱Sl与第二棱柱S2之 间存在间隙,第二棱柱S2与数位微镜装置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Sl与第二棱柱S2之间可为紧密贴合,第二棱柱S2与数位微镜装置20之间 可为紧密贴合。后文将先详细说明投影机100中的第一棱柱Sl与第二棱柱S2的结构(图 3),再详述其入射光A、成像光B及漏光线Bl在两个棱柱间于数位微镜装置20考虑开启状 态时(图2)及关闭状态时(图4)的传递过程。
[0042] 图3为本发明第一实施例投影机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及中继部R。中继部R邻接于第一面Pl且具有第 三面P3。而第一面Pl与第二面P2之间具有第一夹角A1,第二面P2与第三面P3之间具有 第二夹角A2、第三面P3与第一面Pl之间具有第三夹角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35. 5度,第二夹角A2为45. 0 度,第三夹角A3为99. 5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 之间具有第五夹角A5,第四面P4与第六面P6之间具有第四夹角A4,第五面P5与第六面P6 之间具有第六夹角A6。在本实施例中,第五夹角A5相等于第二夹角A2。举例来说,第五夹 角A5为45. 0度,第四夹角A4亦为45. 0度,而第六夹角A6为90. 0度。在本实施例中,第 一棱柱Sl与第二棱柱S2在较佳实施例中会满足以下的位置条件:第一棱柱Sl的第二面 P2平行于第二棱柱S2的第四面P4,第二棱柱S2的第五面P5平行于图2中的数位微镜装 置20 (于Z轴平行),第二棱柱S2的第五面P5垂直于第六面P6,且第二棱柱S2的第五面 P5与第六面P6的邻接边E平行于数位微镜装置20的长边(于X轴平行)。应了解的是, 端视投影机100设计需求,第一棱柱Sl的第一面Pl平行于第二棱柱S2的第六面P6。以下 将详述投影机100中入射光A、成像光B及漏光线Bl在两个棱柱间于数位微镜装置20考虑 开启状态时及关闭状态时的传递过程。
[0043] 在投影机100中,入射光A自光源23被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的入光端面积大于输 出入射光A的出光端面积,因此可以有效提升光导管22的收光量(CouplingEfficiency)。 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照射数位微镜装置20上的微镜。实施例中的透镜模组21为至 少一个以上的透镜组成,其等效焦距在80~82mm之间,然而其它实施例亦可以使用其它焦 距。在本实施例中,入射光A穿过透镜模组21之后垂直入射于第一棱柱Sl的第一面P1, 亦即入射光A入射的方向平行于第一面Pl的法向量(NormalVector)。入射光A于第一 棱柱Sl内沿着光路Ll前进,并于第一棱柱Sl的第二面P2发生全反射(TotalInternal Reflection)。被第二面P2全反射后的入射光A继续沿光路L2前进至中继部R的反射部 26。中继部R具有第三面P3,在本实施例中,反射部26为第三面P3上的镜面镀膜结构。反 射部26反射入射光A沿光路L3至第二面P2。入射光A沿光路L3穿过第二面P2后,于第 一棱柱Sl与第二棱柱S2间因空气介质而发生折射,并依序穿过第二棱柱S2的第四面P4、 沿光路L4前进、穿过第五面P5,最后被数位微镜装置20接收。在此,由于数位微镜装置20 为矩形结构,分别于X轴及Z轴具有相互垂直的长边C及短边D(如图6所示),而第二棱柱 S2的第五面P5与第六面P6的邻接边E与数位微镜装置20的长边C平行(于X轴平行)。 因此,入射光A沿光路L4入射数位微镜装置20于XZ平面上可视为入射光A朝数位微镜装 置20的长边C入射,如图6所示。由于数位微镜装置20为二轴翻转式的晶片组,当数位微 镜装置20处于开启状态时,其微镜沿二对角线各翻转12度。因此,在图2中,入射光A沿 光路L4入射数位微镜装置20时,会被约以34度反射为成像光B。成像光B依序沿光路L5 前进,穿过第五面P5而进入了第二棱柱S2中。成像光B依序沿光路L5至第四面P4,并在 第四面P4被反射。被第四面P4反射后的成像光B沿光路L6穿透第六面P6至镜头24。在 图2中,成像光B在第四面P4的反射为全反射,且成像光B近乎垂直入射于第二棱柱S2的 第六面P6,故成像光B将直接穿透第六面P6而被镜头24接收。换言之,当数位微镜装置20 处于开启状态时,成像光B于第六面P6不会发生任何反射或折射。在图4中,当数位微镜 装置20处于关闭状态时,经数位微镜装置20反射后的成像光B,大部分会沿光路L7行进、 经第四面P4反射,再沿着光路L8穿透第六面P6。意即,大部分的成像光B(ChiefRay)不 会被镜头24接收。然而,在图4中,经由数位微镜装置20反射后的成像光B中,少部分的 成像光B变成漏光线Bl(即成像光B的边缘光MarginalRay),其能量约为4%的成像光B 能量。漏光线Bl将沿光路L9前进,经由第六面P6被反射,再沿既定光路LlO前进被低反射 区L接收。因此,在图2及图4中的投影机100,当数位微镜装置20处于开启状态时,成像 光B将由镜头24接收,而当数位微镜装置20处于关闭状态时,成像光B将不会被镜头24接 收,但会产生小能量的漏光线Bl。然而,漏光线Bl将沿着既定光路LlO被低反射区L接收, 相当于漏光线Bl将被低反射区L吸收,或漏光线Bl将直接穿透低反射区L,以使漏光线Bl 沿既定光路LlO远离第一棱柱Sl及第二棱柱S2,故不会造成漏光线Bl散射(Scattering Reflection)或漫射(DiffuseReflection)于第一棱柱SI或第二棱柱S2-而被镜头24接 收,进而提升投影机100的对比度。
[0044]图5为投影机100内反射部26及低反射区L于中继部R内相对位置的示意图。 在本实施例中,反射部26在既定光路LlO之外,因此漏光线Bl不会被反射部26反射,反射 部26仅用以反射入射光A。在本实施例中,低反射区L可为透明涂层,以使漏光线Bl直接 穿透低反射区L。低反射区L亦可为抗反射涂层,例如BARE涂层(具有96%光线吸收率与 4%光线反射率),或是AR涂层(具有99. 5%光线吸收率与0.5%光线反射率)。然而,本 发明投影机100的低反射区L不限于上述的材质,其它实施例中亦可为任何高光线吸收率 的材质。并且,本发明投影机100的低反射区L及反射部26的范围/位置不限于图5中的 型式,亦可为任何满足反射入射光A至数位微镜装置20上且不反射漏光线Bl的范围/位 置。例如可适当缩小反射部26的范围并置于中继部R的中心区域,以符合入射光A使用最 小反射面积反射至数位微镜装置20中,而低反射区L的范围亦可适当调整以增加抵抗漏光 线Bl散射或漫射的能力。
[0045] 图6为投影机100的光机系统OMS的侧视图。在图6中,投影机100的光机系统 OMS的视角定义为:X轴为由原点向下的方向,Y轴为指出方向,Z轴为由原点向左的方向。 因此,图2及图4中的入射光A穿过光导管22、透镜模组21、全反射棱镜组25 (包含第一棱 柱Sl及第二棱柱S2)而到达数位微镜装置20的光路方向,如图6中的视角所示,
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