专利名称：投影系统的多光源照明架构和积光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影系统照明架构，特别是涉及一种投影系统的多光源照明架构和积光装置。
背景技术：
数位光学处理投影系统(Digital Light Processing Projector，DLPProjector)是一种全新思维的投影系统，因为从数位光学处理投影系统出来的影像，是全数位化的。从前的数位液晶投影系统，虽然号称是数位，但是它是先将红、绿、蓝三块液晶面板分别将三色影像讯号投射到银幕上的同一位置，再利用重迭原理呈现彩色画面。数位液晶投影系统成像过程有类比(即模拟)转数位，也有数位转类比，最后投射的影像还是类比的，并且影像讯号经过不断的类比与数位转换，难免会有失真的现象。
完整的数位光学处理投影系统，包括光源、分光元件、合光元件和数位微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)。而在数位光学处理投影系统中，为了提升光源的均匀度，通常会在光源后光路径上设置积分柱(Integration Rod)。光线从光源发出后会进入积分柱，靠着在积分柱内部多次的反射后由积分柱射出，而产生均匀化的功能。而为了提高数位光学处理投影系统的亮度，使用双灯泡照明是方法之一，现有习知的多光源照明架构大致有以下几种方式请参阅图1所示，是现有习知的多光源照明架构的结构示意图。现有习知的多光源照明架构，包括具有抛物灯罩的灯泡11a、灯泡11b、半立方体反射镜(half cube)13、聚光透镜(Condenser)15和积分柱17。光源11a发出的平行光线到达半立方反射镜13的反射面后，会被反射至聚光透镜15。同理，光源11b发出的平行光线也会到达半立方反射镜13的另一反射面，之后至聚光透镜15。入射至聚光透镜15的平行光光线会被聚光透镜15聚焦至积分柱17的入射面17a，并在积分柱17内经过多次反射后成为均匀化的光源。该架构存在有几个缺点，因为灯泡11a、11b所发出的光线经过抛物灯罩反射后是平行光，所以需要用聚光透镜15将光线收集至积分柱17内。因为该架构使用聚光透镜15，出射后的光线并不会完全聚焦在同一点上而产生球面像差(Spherical Aberration)的问题。像差的问题会使光斑(spot size)变大，而使光源的效率变差。
请参阅图2所示，是现有习知的第二种多光源照明架构结构示意图。该结构包括灯泡21a、21b、半立方体反射镜23和积分柱25。灯泡21a、21b具有椭球灯罩。因为灯泡21a、21b的光线经过椭球灯罩反射后有聚焦的功能，所以当灯泡21a、21b发出的光线到达半立方体反射镜23的反射面时，光线会被反射而自动聚焦至积分柱25的入射面25a。在此结构中，因为灯泡椭圆灯罩有将灯泡发出的光聚焦的功能，所以我们可以省略聚光透镜使得整体架构体积变小，并且像差的问题也可以减低。但是因为是使用灯泡21a、21b的缘故，光线27a、27b在聚焦时，横向的光锥角度会是纵向的两倍。积分柱25如果要达到与图1的结构同样的光线传输效率，其光入射面25a的截面积也必须缩小。但由于积分柱入口截面积缩小，相对的光耦合的效率也变低。
请参阅图3所示，是现有习知的第三种多光源照明架构结构示意图。该结构包括灯泡31a、31b和积分柱35，该灯泡31a、31b同样是具有椭球灯罩。该结构是将灯泡31a、31b的椭球灯罩做切角的设计后并排放置，以取代半立方体反射镜的功能。当灯泡31a、31b分别发出光线33a、33b时，光线33a、33b会直接聚焦于积分柱35的入光面35a上。该架构可以减少光线33a、33b聚焦时光锥的角度，因此该积分柱35的增加截面积而使耦合率增加。但是若要使光线33a、33b聚焦时光锥角度缩小，则灯泡31a、31b切削的面积变大，造成有些光线会从别处散失掉，并不会聚焦于积分柱35上，使得光利用率下降。
由以上可知，现有习知的投影系统的多光源照明架构存在有体积大，不利小型化的缺陷。使用聚光透镜架构所产生的像差，会使其整体的效率变差。此外在上述现有习知架构中，光耦合效率低和光利用率低等缺点也是无法避免的。
由此可见，上述现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置所存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的投影系统的多光源照明架构和积光装置，能够改进现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的投影系统的多光源照明架构，所要解决的技术问题是使该架构具有体积小、光耦合效率高、光使用率高并且较不会有像差问题的功效，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种投影系统的多光源照明架构，所要解决的技术问题是使其具有在该架构中，灯泡摆放的位置可以依投影系统设计的不同而作适度的调整，且能维持高光耦合效率与高光使用率等的功效。
本发明再一目的在于，提供一种投影系统的积光装置，所要解决的技术问题是使其使其灯泡摆放的位置 积光装置能彼此配合，而可以维持高光耦合效率与高光使用率等的功效。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种投影系统的多光源照明架构，其包括一第一积分柱，具有彼此相对配置的一入光面与一出光面；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向；一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及一第一光源与一第二光源，彼此垂直配置成使该第一与该第二光源所发出的光的行进路线成约90度，其中该第一光源所发出的光是被聚焦入射至该第一积分柱的该入光面，且该第二光源所发出的光是从该第二积分柱的该入光面入射，经该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第二积分柱的该反射面是镀上一反射层。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第二积分柱的入光面仅为该第二积分柱的纵向表面的一部分。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影系统的积光装置，其包括一第一积分柱，具有彼此相对配置的一入光面与一出光面；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向，其中入射至该第二积分柱的光被该反射面反射后，便沿着该第二积分柱的纵向行进；以及一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第二积分柱的该反射面是镀上一反射层。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第二积分柱的该入光面仅为该第二积分柱的纵向表面的一部分。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影系统的多光源照明架构，其包括一第一积分柱，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第一积分柱的纵向；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向；一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及一第一光源与一第二光源，彼此相对配置成使该第一与该第二光源所发出的光为平行对向行进，其中该第一光源所发出的光是大致垂直于该第一积分柱的该入光面入射，经该第一积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进，且该第二光源所发出的光是大致垂直于该第二积分柱的该入光面入射，经该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第一与该第二积分柱的各该反射面是镀上一反射层。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一与第二积分柱的各该入光面分别仅为该第一与该第二积分柱的纵向表面的一部分。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影系统的积光装置，其包括一第一积分柱，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第一积分柱的纵向，入射至该第一积分柱的光被该第一积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向，入射至该第一积分柱的光被该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进；以及一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第一与该第二积分柱的各该反射面是镀上一反射层。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一与第二积分柱的各该入光面分别仅为该第一与该第二积分柱的纵向表面的一部分。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
前述的投影系统的积光装置，其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影系统的多光源照明架构，其包括至少二入光积分柱，分别具有彼此相对配置的一入光面和一出光面；一第三积分柱，具有一入光面和一出光面，配置成使该等入光积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及至少二光源，彼此相对配置成使该等光源所发出的光，是被分别聚焦入射该等入光积分柱的该入光面。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下的技术措施来进一步实现。前述的投影系统的多光源照明架构，其中所述的至少二积分柱与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影系统的积光装置，其包括至少二入光积分柱，分别具有彼此相对配置的一入光面和一出光面；以及一第三积分柱，具有一入光面和一出光面，配置成使该等入光积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明供一种投影系统的多光源照明架构。该多光源照明架构，包括第一积分柱、第二积分柱、第三积分柱、第一光源与一第二光源。一般而言，光源可以是灯泡。第一积分柱具有彼此相对配置的入光面与出光面，第二积分柱与第一积分柱是沿着纵向紧邻配列。同样地，第二积分柱也具有入光面和出光面，不过第二积分柱还具有反射面。入光面是平行于第二积分柱的纵向，且反射面与入光面之间夹一个预定角度。第三积分柱同样具有入光面与出光面，前述的第一与第二积分柱的各出光面是耦接到第三积分柱的入光面。第一光源与第二光源可以是垂直配置，使得第一与第二光源所发出的光的行进路线成约90度，但也可以是其它的配置角度。其中第一光源所发出的光是被聚焦入射至第一积分柱的入光面，且第二光源所发出的光是从第二积分柱的入光面入射，经第二积分柱的反射面反射后，往出光面行进。
在上述投影系统的多光源照明架构中，第一、第二与第三积分柱的各入光面与各出光面均镀上一抗反射层，而第二积分柱的反射面是镀上反射层。但是第二积分柱的入光面仅为第二积分柱的纵向表面的一部分。
此外，上述第一与第二积分柱的各出光面可以紧贴于第三积分柱的入光面。在此情形下，第一与第二积分柱的各出光面的面积和则等于第三积分柱的入光面的面积。
较佳的情形来说，第二积分柱的反射面与入光面之间所夹的预定角度可以设定为45度。
从本发明另一观点来看，本发明更提供了一种投影系统的多光源照明架构，其包括第一积分柱、第二积分柱、第三积分柱、第一光源与一第二光源。一般而言，光源可以是灯泡。第一积分柱具有入光面、出光面与反射面。而其入光面是平行于第一积分柱的纵向，且反射面与入光面之间夹一个预定角度。同样地，第二积分柱同样也具有入光面、出光面与反射面，其入光面是平行于第二积分柱的纵向，且反射面与入光面之间夹一个预定角度。而第三积分柱具有入光面与出光面，前述的第一与第二积分柱的各出光面是耦接到第三积分柱的入光面。第一光源与第二光源彼此相对配置，使得第一与第二光源所发出的光为平行对向行进。其中第一光源所发出的光是从第一积分柱的入光面入射，经第一积分柱的反射面反射后，往出光面行进，且第二光源所发出的光是从第二积分柱的入光面入射，经第二积分柱的反射面反射后，往出光面行进。
在上述投影系统的多光源照明架构中，第一、第二与第三积分柱的各入光面与各出光面均镀上一抗反射层，而第一与第二积分柱的各反射面是镀上反射层。其中，第一与第二积分柱的各入光面分别仅为第一与第二积分柱的纵向表面的一部分。
此外，上述第一与第二积分柱的各出光面可以紧贴于第三积分柱的入光面，在此情形下第一与第二积分柱的各出光面的面积和则等于第三积分柱的入光面的面积。
较佳的情形来说，第一与第二积分柱的各反射面与入光面之间所夹的各预定角度可以设定为45度。
从另一观点来看，本发明还提供一种投影系统的多光源照明架构，其包括至少二个入光积分柱、至少二个光源和第三积分柱。其中这二个入光积分柱分别具有彼此相对配置的入光面和出光面，而二个光源是彼此相对配置成使等光源所发出的光，是被分别聚焦入射等入光积分柱的入光面。第三积分柱，具有入光面和出光面，配置成使等入光积分柱的各出光面是耦接到第三积分柱的入光面。
本发明另又提供一种投影系统的积光装置，其包括至少二个入光积分柱和第三积分柱。其中二个入光积分柱分别具有彼此相对配置的入光面和出光面，而第三积分柱具有入光面和出光面，配置成使等入光积分柱的各出光面是耦接到第三积分柱的入光面。
借由上述技术方案，本发明至少具有以下优点由以上叙述可知，依据本发明所提供的投影系统的多光源照明架构，因为作为光源的灯泡可以将光线直接聚焦在积分柱的入射面上，所以可以省去聚光透镜，不但可使投影系统的体积减小，也不会产生像差。而且，因为光是直接聚焦在积分柱上，所以可以增加光耦率。
此外，本发明是直接将光线聚焦在积分柱上，但由于摆放的位置不同，因此不会造成光线的散失，可使得光利用率大为提升。另外，本发明更可以按照设计外型的不同，弹性的安排灯泡的位置，从而更加适于实用。
综上所述，本发明的投影系统的多光源照明架构，具有体积小、光耦合效率高、光使用率高并且较不会有像差问题的功效，从而更加适于实用；在架构中灯泡摆放的位置可以依投影系统设计的不同而作适度的调整，且能维持高光耦合效率与高光使用率等的功效。本发明的投影系统的积光装置使其灯泡摆放的位置积光装置能彼此配合，而可维持高光耦合效率与高光使用率等的功效。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的投影系统的多光源照明架构和积光装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是现有习知的多光源照明架构的结构示意图。
图2是现有习知的第二种多光源照明架构的结构示意图。
图3是现有习知的第三种多光源照明架构的结构示意图。
图4A是依照本发明一实施例的投影系统的多光源照明架构的结构示意图。
图4B是依照本发明一实施例的积分柱部分的放大示意图。
图4C是积分柱部分的立体示意图。
图5是依照本发明实施例的积分柱各面的光学镀膜处理示意图。
图6A是依照本发明另一实施例的投影系统的多光源照明架构的结构示意图。
图6B是依照本发明另一实施例的积分柱部分的放大示意图。
图7是依照本发明的积分柱各面的光学镀膜处理示意图。
11a、11b灯泡 13、23半立方体反射镜15聚光透镜 17、25、35积分柱17a、25a出光面 21a、21b、21a、21b灯泡41、61第一积分柱 41a、43a、45a入光面41b、43c、45b出光面43、63第二积分柱43b、61a、61a反射面45、65第三积分柱47a、47b、47a、47b灯泡 51抗反射层53反射层 61b、63b、65a入光面61c、63c、65b出光面具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的投影系统的多光源照明架构和积光装置其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的投影系统的多光源照明架构主要是以三个积分柱来代替现有技术的一个积分柱，其用处就在于可以使灯泡所发出的光线能直接聚焦在积分柱上，又不用对其灯罩做切角设计。各光源灯泡所发出的光均得以通过一积分柱，之后再由第三个积分柱加以收集，在内部被全反射均匀化后再导出积分柱。以下配合图式，来说明本发明的具体实施例。此外，在下述实施例中，纵向是定义成积分柱较长的光轴方向，亦即光在积分柱内的行进方向。
图4A是依照本发明一实施例的投影系统的多光源照明架构图，图4B是依照本发明一实施例的积分柱部分的放大示意图，图4C则是绘示积分柱部分的立体示意图。
首先请参阅图4A至图4C所示，本发明所提供的投影系统的多光源照明架构，包括第一积分柱41、第二积分柱43、第三积分柱45、以及做为光源的第一灯泡47a与一第二灯泡47b。第一积分柱41具有入光面41a与出光面41b，入光面41a与出光面41b是为彼此相对，并且彼此平行配置。第二积分柱43同样也具有入光面43a和出光面43c，而且第二积分柱43更具有反射面43b。同样地，入光面43a和出光面43c也为彼此相对且平行配置，而其入光面43a则平行于第二积分柱43的纵向，且反射面43b与入光面43a的间夹一个预定角度φ1，使得积分柱41从侧面看呈现梯形的结构。该预定角度φ1的设计是让第二灯泡47b发出的光入射到第二积分柱43后，能在反射面43b被反射而沿着第二积分柱43的纵向行进。因此，在上述的架构下，亦即第二灯泡47b是约略垂直于入光面43a入射时，将第二积分柱43的反射面43b与入光面43a之间所夹的预定角度φ1设定为约45度为较佳的选择。当然，角度φ1可以依据第二灯泡47b的摆放位置来略作调整。
第二积分柱43的纵向是平行第一积分柱41的纵向，并且第二积分柱43沿着第一积分柱41的纵向紧邻摆放。第三积分柱45同样具有入光面45a与出光面45b，其入光面45a与出光面45b配置的情形与第一积分柱41相同。第一积分柱41的出光面41b与第二积分柱43的出光面43c是耦接到第三积分柱45的入光面45a，并且出光面41b、43c紧贴着入光面45a。在本实施例中，第一灯泡47a与第二灯泡47b的灯罩具有将光线聚焦的功能，例如椭球灯罩。如图4A所示，第一灯泡47a与第二灯泡47b的轴心彼此垂直配置，使得其所发出的光线的行进路线成约90度，也可以是其它的配置角度。
接着请参阅图4C所示，在本实施例中，较佳而言，第一积分柱41的出光面41b与第二积分柱43的出光面43c是紧贴于第三积分45柱的入光面45a，并且第一积分柱41的出光面41b与第二积分柱43的出光面43c的面积和等于第三积分柱45的入光面的面积45a。
接着请再参阅图4B所示，来具体说明光行进路线，第一灯泡47a所发出的光线是被椭球灯罩聚焦入射至第一积分柱41的入光面41a，入射的光线在第一积分柱内41经由多次全反射后，便从出光面41b均匀射出。从出光面41b出射的光线便紧跟着从第三积分柱45的入光面45a入射至第三积分柱45。再者，第二灯泡47b所发出的光线被椭球灯罩聚焦入射至第二积分柱43的入光面43a，入射的光线被第二积分柱43的反射面43b反射后往出光面43c行进。在第二积分柱43内经由多次全反射后，便从出光面43c均匀的射出。从出光面43c出射的光线便紧跟着从第三积分柱45的入光面45a入射至第三积分柱45。光线入射第三积分柱45后也同样地经由多次全反射，再由出光面45b出射。
为了更有效率地达到上述目的，本发明更在积分柱的入光面、出光面以及反射面作处理。图5是依照本发明实施例的积分柱各面的光学镀膜处理示意图。请同时参阅图4A、图4B和图5所示，在本实施例中，一般光在入射面入射到一介质中，难免有部分光在入射光会被反射，而无法使所有的光入射到介质中。同样地，为了使本发明架构的光入射能更有效率，便在入光面进行光学镀膜的处理。例如，将第一积分柱41的入光面41a与出光面41b；第二积分柱43的入光面43a与出光面43c；和第三积分柱45的入光面45a与出光面45b镀上抗反射层51，使得光线在入射这些表面时，不会因为反射而降低了光的利用率。而在第二积分柱43的反射面43b则镀上一反射层53，使得光线入射反射面时，能几乎完全被反射而不会穿透，以防止造成光线散失使得光利用率下降，但是第二积分柱43的入光面43a仅为第二积分柱43的纵向表面43d的一部分。
图6A是依照本发明另一实施例的投影系统的多光源照明架构图，图6B是依照本发明另一实施例的积分柱部分的放大示意图。请参阅图6A和图6B所示，本实施例与上一个实施例最大的不同在于第一灯泡67a和第二灯泡67b摆放的位置。在本实施例中，第一灯泡67a与第二灯泡67b彼此是为相对配置，所以使得第一灯泡67a与第二灯泡67b所发出的光线为平行对向行进。此外，两个灯泡67a、67b是垂直于积分柱的纵向侧面入射。与上一实施例的第一积分柱41相比，因为第一灯泡67a摆放的位置不同，第一积分柱61做了一些调整。如图6B所示，在本实施例中的第一积分柱61还是具有入光面61b和出光面61c，但是因为第一灯泡67a发出的光线是为垂直第一积分柱61的纵向侧面，所以其入光面61b是调整为平行于第一积分柱61的纵向的侧面。此外，将与第一积分柱61的入光面61b相邻的端面(垂直于纵向方向)斜切削一预定角度φ2，使积分柱61内部的斜切面做为反射面61a。换句话说，该反射面61a与入光面61b之间夹一个预定角度φ2。与上一实施例的第二积分柱43的反射面43b的作用相同，反射面61a的作用是为了让第一灯泡67a的光线由入光面61b入射后，经由反射面61a的反射使光线能往出光面61c的方向前进。在上述的架构下，亦即第一灯泡67a是约略垂直于入光面61b入射时，将第一积分柱61的反射面61a与入光面61b之间所夹的预定角度φ2设定为约45度为较佳的选择。且因为第二灯泡67b和第二积分柱63的摆放位置，与第一灯泡67a和第一积分柱61相同，所以第二积分柱63反射面63a与入光面63b之间与第一积分柱61同样夹一个预定角度φ2，该预定角度φ2同样设定约为45度较佳。而本实施例的第二积分柱63的功能与上一实施例的第二积分柱43相同，因此在此不再多做叙述。
请再参阅图6B所示，具体说明光线行进的路线，在本实施例中，第二灯泡67b发出的光线的行进路线，与上一实施例第二灯泡47b所发出的光线相同，请参阅上一实施例。而第一灯泡67a所发出的光线是从第一积分柱61的入光面61b入射，经第一积分柱61的反射面61a反射后往出光面63c行进，在第一积分柱61经由多次全反射后，便由出光面61c均匀出射，紧接着由入光面65a进入第三积分柱65。同样地，光线在第三积分柱65内经过多次全反射后由出光面65b均匀出射。
图7是依照本发明另一较佳实施例的积分柱各面的光学镀膜处理示意图。请同时参阅图5A、图5B和图7所示，与上一实施例的理由相同，本实施例同样在积分柱各表面上做光学镀膜。本实施例的第二与第三积分柱光学镀膜处理与图5A相同，在此不再赘述。所以我们专门来看第一积分柱61的各表面镀膜情形，在第一积分柱61的入光面61b与出光面61c镀上抗反射层51，使得光线在入射这些表面时，不会因为光线的反射而降低了光的利用率。而反射面61a是镀上一反射层52，使得光线入射反射面61a时，能几乎完全被反射而不会穿透，以防止造成光线散失使得光利用率下降。同样地，第一积分柱61入光面仅为第一积分柱63的纵向表面63d的一部分。
综上所述，依据本发明的多光源照明架构，由于每一灯泡各对应一个积分柱，每一灯泡的光锥角度均可以保持与单一灯泡架构相同。此外，根据etendue光学设计原理，光锥角度与积分柱的截面积的乘积为一定值，因此本发明的架构并不会缩小截面积。换句话说，截面积不缩小，光耦合率也不会被降低。
虽然以上以两个实施例表示第一积分柱、第二积分柱、第一灯泡与第二灯泡的设置为例子进行说明，但并非限定本发明绝对要采用此配置，且并非用以限定这些构件必须以此方式配置。
亦即，依据本发明的架构，积分柱的端面(垂直于纵向的面)是依据灯泡的配置来做设计。例如，当灯泡发出的光是被聚焦后从该端面入射到积分柱中时，则该端面并不做特别的切削加工处理。最多只要将该端面镀上抗反射膜即可。此外，若灯泡发出的光是垂直于积分柱的纵向侧面入射的话，则邻近该入射面的端面需要以一预定角度来斜切，使入射的光可以被前述斜切面反射，再沿着积分柱的纵向行进。因此，在此设计概念下，不论灯泡的或积分柱位置与数量是如何配置，最终的设计只要满足上述技术构思概念便是本发明的特征。
当有复数个(假设为N个)光源灯泡存在时，依据本发明的概念，则需要(N+1)个积分柱。N个积分柱是要一对一对应到光源的数目，而额外的一个积分柱则是用来收集N个积分柱所射出来的光。至于哪一个积分柱的端面要斜切，则取决于光源灯泡的位置。
从以上实施例可知，本发明的投影系统的多光源照明架构，因为灯泡的灯罩例如为椭球灯罩，当光线反射时有自动聚焦的能力，因此不用使用聚光透镜和半立方体反射镜，而不会有像差的问题，并且体积也可以缩小。此外本发明所提供的光源的光线，因为是直接聚焦在积分柱上，因而可以减少了光锥角度。
虽然本发明提供的光源是直接聚焦在积分柱上，但是本发明的光源不需要切角，而是以配置位置的不同来代替。这不但使得光线不容易散失而且也增加了光的利用率，同时还可以随投影系统设计的不同，弹性的调整光源配置的位置。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种投影系统的多光源照明架构，其特征在于其包括一第一积分柱，具有彼此相对配置的一入光面与一出光面；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向；一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及一第一光源与一第二光源，彼此垂直配置成使该第一与该第二光源所发出的光的行进路线成约90度，其中该第一光源所发出的光是被聚焦入射至该第一积分柱的该入光面，且该第二光源所发出的光是从该第二积分柱的该入光面入射，经该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进。
2.根据权利要求1所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第二积分柱的该反射面是镀上一反射层。
3.根据权利要求2所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第二积分柱的入光面仅为该第二积分柱的纵向表面的一部分。
4.根据权利要求1所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
5.根据权利要求1所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
6.一种投影系统的积光装置，其特征在于其包括一第一积分柱，具有彼此相对配置的一入光面与一出光面；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向，其中入射至该第二积分柱的光被该反射面反射后，便沿着该第二积分柱的纵向行进；以及一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
7.根据权利要求6所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第二积分柱的该反射面是镀上一反射层。
8.根据权利要求7所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第二积分柱的该入光面仅为该第二积分柱的纵向表面的一部分。
9.根据权利要求6所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
10.根据权利要求6所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
11.一种投影系统的多光源照明架构，其特征在于其包括一第一积分柱，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第一积分柱的纵向；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向；一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及一第一光源与一第二光源，彼此相对配置成使该第一与该第二光源所发出的光为平行对向行进，其中该第一光源所发出的光是大致垂直于该第一积分柱的该入光面入射，经该第一积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进，且该第二光源所发出的光是大致垂直于该第二积分柱的该入光面入射，经该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进。
12.根据权利要求11所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第一与该第二积分柱的各该反射面是镀上一反射层。
13.根据权利要求12所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该入光面分别仅为该第一与该第二积分柱的纵向表面的一部分。
14.根据权利要求12所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
15.根据权利要求12所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
16.一种投影系统的积光装置，其特征在于其包括一第一积分柱，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第一积分柱的纵向，入射至该第一积分柱的光被该第一积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进；一第二积分柱，与该第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，具有一入光面、一出光面与一反射面，其中该入光面是平行于该第二积分柱的纵向，入射至该第一积分柱的光被该第二积分柱的该反射面反射后，往该出光面行进；以及一第三积分柱，具有一入光面与一出光面，配置成使该第一与该第二积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
17.根据权利要求16所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一、第二与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层，而该第一与该第二积分柱的各该反射面是镀上一反射层。
18.根据权利要求16所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该入光面分别仅为该第一与该第二积分柱的纵向表面的一部分。
19.根据权利要求16所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面是紧贴于该第三积分柱的该入光面。
20.根据权利要求16所述的投影系统的积光装置，其特征在于其中所述的第一与第二积分柱的各该出光面的面积和等于该第三积分柱的该入光面的面积。
21.一种投影系统的多光源照明架构，其特征在于其包括至少二入光积分柱，分别具有彼此相对配置的一入光面和一出光面；一第三积分柱，具有一入光面和一出光面，配置成使该等入光积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面；以及至少二光源，彼此相对配置成使该等光源所发出的光，是被分别聚焦入射该等入光积分柱的该入光面。
22.根据权利要求21所述的投影系统的多光源照明架构，其特征在于其中所述的至少二积分柱与第三积分柱的各该入光面与各该出光面均镀上一抗反射层。
23.一种投影系统的积光装置，其特征在于其包括至少二入光积分柱，分别具有彼此相对配置的一入光面和一出光面；以及一第三积分柱，具有一入光面和一出光面，配置成使该等入光积分柱的各该出光面是耦接到该第三积分柱的该入光面。
全文摘要
本发明是关于一种投影系统的多光源照明架构和积光装置，该投影系统的多光源照明架构包括第一积分柱、第二积分柱、第三积分柱、第一光源与一第二光源。其中，第二积分柱与第一积分柱是沿着纵向紧邻配列，且其具有入光面、出光面与反射面。入光面是平行于第二积分柱的纵向，且反射面与入光面之间夹一预定角度。第一光源与第二光源彼此垂直配置，使得第一光源所发出的光是垂直入射至第一积分柱的入光面，而第二光源所发出的光是从第二积分柱的入光面入射，经第二积分柱的反射面反射后，往出光面行进。
文档编号G02B27/10GK1609702SQ20031010160
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者叶信宗, 郑勖廷, 郑俊杰 申请人:台达电子工业股份有限公司