专利名称：灯源模块及其投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灯源模块及其投影装置，特别是涉及一种使用椭球次反射罩搭配主反射罩的灯源模块及其投影装置。
背景技术：
图1是现有投影机的灯源模块结构图。请参照图1，灯源模块100包括弧光灯110、椭球反射罩(Elliptical Reflector)120以及球面型次反射罩(Spherical Retro-reflector)130。弧光灯110设置于椭球反射罩120的中心轴Z上，且其光源中心O与椭球反射罩120的第一焦点f1重合。弧光灯110用以产生光束L，且椭球反射罩120用以将光束L反射并汇聚进入位于第二焦点f2的积分柱140。次反射罩130的球面中心也位于光源中心O处，用以将弧光灯110产生的光束L反射回椭球反射罩120。
传统的椭球反射罩120搭配球面型次反射罩130的设计对弧光灯110的电极间隙(Arc Gap)Dg很敏感。若灯源模块100使用时间一久，弧光灯110的电极间隙Dg会逐渐增大，使得灯源模块110的发光效率减低，因而降低投影装置的使用寿命。此外，由于投影装置正朝小型化趋势发展，当投影装置所使用的面板尺寸愈小时，灯源模块110的发光效率减低将更为明显，寿命会大大的往下降，远不如使用大尺寸面板时的系统效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种灯源模块及其投影装置。使用椭球次反射罩来搭配主反射罩，而且椭球次反射罩的第一焦点与第二焦点的距离大于弧光灯的初始电极间隙，可有效增加弧光灯的发光效率，并提高投影装置的使用寿命。
根据本发明的目的，提出一种灯源模块，包括光源、主反射罩以及椭球次反射罩。光源具有第一电极以及第二电极。第一电极与第二电极之间相距一初始电极间隙，且光源用以产生一光束。主反射罩用以反射光束，主反射罩具有一中心轴，且光源设置于此中心轴上。椭球次反射罩用以反射光束至主反射罩。椭球次反射罩具有第一焦点以及第二焦点，光源的中心位于椭球反射罩的长轴上以及第一焦点与第二焦点之间，且第一焦点与第二焦点的距离大于初始电极间隙。
根据本发明的目的，提出一种投影装置，包括灯源模块以及积分柱。灯源模块包括光源、主反射罩以及次反射罩。光源具有第一电极以及第二电极。第一电极与第二电极之间相距一初始电极间隙，且光源用以产生一光束。主反射罩用以反射光束，主反射罩具有一中心轴，且光源设置于此中心轴上。椭球次反射罩用以反射光束至主反射罩。积分柱用以收集自主反射罩反射的光束。椭球次反射罩具有第一焦点以及第二焦点。光源的中心位于该球次反射罩的长轴上以及第一焦点与第二焦点之间，且第一焦点与第二焦点的距离大于初始电极间隙。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1为现有投影机的灯源模块结构图；图2为本发明一较佳实施例的一种投影机的灯源模块结构图；图3为图2的灯源模块于初始电极间隙为1.0mm时椭球次反射罩的第一焦点与第二焦点的距离与灯源模块的发光效率关系曲线图；图4为图2的灯源模块于初始电极间隙为1.3mm时椭球次反射罩的第一焦点与第二焦点的距离与灯源模块的发光效率关系曲线图。
具体实施例方式
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种投影机的灯源模块结构图。投影机的灯源模块200包括光源210、主反射罩220以及椭球次反射罩230。光源210，例如是弧光灯，其具有第一电极E1以及第二电极E2。第一电极E1与第二电极E2之间具有一初始电极间隙Dg。主反射罩220，例如是椭球反射镜，具有第一焦点f1及第二焦点f2。次反射罩230具有第一焦点F1以及第二焦点F2。光源210设置于主反射罩220的中心轴Z上，且光源210的中心O位于主反射罩220的第一焦点f1。次反射罩230的长轴X与中心轴Z一致，且其第一焦点F1及第二焦点F2分别位于第一电极E1与第二电极E2间隙范围外的两侧，亦即第一焦点F1与第二焦点F2的距离大于初始电极间隙Dg。光源210用以产生光束L，且主反射罩220用以反射并汇聚光束L进入位于第二焦点f2的积分柱240。另外，次反射罩230用以将光源210所产生的光束L反射回主反射罩220，再经由主反射罩220反射入积分柱240，以提高光源210的放射效率。
请参照图3，其绘示图2的灯源模块200初始电极间隙Dg为1.0mm时椭球次反射罩230的第一焦点F1与第二焦点F2的距离与灯源模块200的发光效率关系曲线图。如图3所示，以使用同一主反射罩220搭配球面型次反射罩(焦点F1及F2重合)的发光效率为100作基准点。当两焦点F1及F2的距离愈大时，灯源模块200的发光效率愈高。而且由图3可知，即使将第一焦点F1及第二焦点F2分别设置于光源210的第一电极E1以及第二电极E2顶端上，亦即第一焦点F1及第二焦点F2的距离取为恰等于初始电极间隙Dg时，灯源模块200的发光效率(约为100.18)仅比球面型次反射罩有些的提高，但却不是最佳化的发光效率。当初始电极间隙Dg为1.0mm时，灯源模块200的最佳化发光效率为第一焦点F1及第二焦点F2的距离为4mm时的发光效率100.96。而且椭球次反射罩230的第一焦点F1及第二焦点F2的距离在介于1.0mm及6.0mm之间，灯源模块200的发光效率都高于使用球面型次反射罩的灯源模块发光效率。
请参照图4，其绘示图2的灯源模块200初始电极间隙Dg为1.3mm时椭球次反射罩230的第一焦点F1与第二焦点F2的距离与灯源模块200的发光效率关系曲线图。如图4所示，以使用同一主反射罩220搭配球面型次反射罩(焦点F1及F2重合)的发光效率为100作基准点。当两焦点F1及F2的距离由零开始增大时，灯源模块200的发光效率有提高的趋势。然而，在第一焦点F1与第二焦点F2的距离介于1.5mm及2.2mm之间时，灯源模块200的发光效率反而降到比球面型次反射罩还低。即使是将第一焦点F1及第二焦点F2分别设置于光源210的第一电极E1以及第二电极E2顶端上，亦即第一焦点F1及第二焦点F2的距离取为恰等于初始电极间隙Dg(＝1.3mm)时，灯源模块200的发光效率(约100.07)也仅比球面型次反射罩有些微的提高，并不是最佳化的发光效率。此时，灯源模块200的最佳化发光效率为第一焦点F1及第二焦点F2的距离为2.5mm时的发光效率100.29。而且椭球次反射罩230的第一焦点F1及第二焦点F2的距离在介于2.2mm及4.0mm之间，灯源模块200的发光效率都高于使用球面型次反射罩的灯源模块发光效率。
根据上述两组数据可分析得知，使用椭球次反射罩230搭配主反射罩220的灯源模块200发光效率会高于使用球面型反射罩。而且椭球次反射罩230的最佳化设计并非将其第一焦点F1及第二焦点F2设置于第一电极E 1及第二电极E2的顶端上，而是在第一焦点F1及第二焦点F2的距离大于初始电极间隙Dg的情况。例如，初始电极间隙为1.0mm时，最佳化设计为焦点F1及F2距离为4.0mm，而初始电极间隙为1.3mm时，最佳化设计为焦点F1及F2距离为2.5mm。
如上所述，本发明虽以灯源模块200包括椭球主反射罩220为例作说明，然灯源模块200的主反射罩也可以是一种抛物面反射镜，且抛物面反射镜的焦点位于光源210的中心O。另外，椭球次反射罩230的长轴X也可以不与中心轴Z重合，且第一焦点F1与第二焦点F2也可以不同时落于第一电极E1与第二电极E2之间隙范围外的两侧。只要光源210的中心O位于椭球次反射罩230的长轴X上以及第一焦点F1与第二焦点F2之间，且第一焦点F1与第二焦点F2的距离大于初始电极间隙Dg，即可达到提高灯源模块200发光效率并降低发光效率对电极间隙敏感度的目的，因此都不脱离本发明的技术范围。
本发明上述实施例所揭露的灯源模块及其投影装置的优点在于使用椭球次反射罩搭配主反射罩的设计可使得灯源模块的发光效率比使用球面型次反射罩还高，并提高投影装置的使用寿命，同时灯源模块能够有较大的设计公差，在组装上也可达到更佳的便利性。
综上所述，虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种灯源模块，包括一光源，具有一第一电极以及一第二电极，该第一电极与该第二电极之间相距一初始电极间隙，该光源用以产生一光束；一主反射罩，用以反射该光束，其中该主反射罩具有一中心轴，且该光源设置于该中心轴上；一椭球次反射罩，用以反射该光束至该主反射罩；其中该椭球次反射罩具有一第一焦点以及一第二焦点，该光源的中心位于该椭球次反射罩的长轴上以及该第一焦点与该第二焦点之间，且该第一焦点与该第二焦点的距离大于该初始电极间隙。
2.如权利要求1所述的灯源模块，其中该光源为一弧光灯。
3.如权利要求1所述的灯源模块，其中该主反射罩为一椭球反射镜，且该椭球反射镜的一第一焦点位于该光源的中心。
4.如权利要求1所述的灯源模块，其中该主反射罩为一抛物面反射镜，且该抛物面反射镜的焦点位于该光源的中心。
5.如权利要求1所述的灯源模块，其中该椭球次反射罩的长轴与该中心轴重合。
6.如权利要求5所述的灯源模块，其中该第一焦点与该第二焦点分别落于该第一电极与该第二电极之间隙范围外的两侧。
7.如权利要求6所述的灯源模块，其中该第一焦点与该第二焦点的距离小于该初始电极间隙的六倍。
8.如权利要求7所述的灯源模块，其中该初始电极间隙为1.0mm。
9.如权利要求8所述的灯源模块，其中该第一焦点与该第二焦点的距离介于2.2mm与4.0mm之间。
10.如权利要求1所述的灯源模块，使用于一投影机。
11.一种投影装置，包括一灯源模块，包括一光源，具有一第一电极以及一第二电极，该第一电极与该第二电极之间相距一初始电极间隙，该光源用以产生一光束；一主反射罩，用以反射该光束，其中该主反射罩具有一中心轴，且该光源设置于该中心轴上；以及一椭球次反射罩，用以反射该光束至该主反射罩；以及一积分柱，用以收集自该主反射罩反射之该光束；其中该椭球次反射罩具有一第一焦点以及一第二焦点，该光源的中心位于该椭球次反射罩的长轴上以及该第一焦点与该第二焦点之间，且该第一焦点与该第二焦点的距离大于该初始电极间隙。
12.如权利要求11所述的投影装置，其中该光源为一弧光灯。
13.如权利要求11所述的投影装置，其中该主反射罩为一椭球反射镜，且该椭球反射镜的一第一焦点位于该光源的中心。
14.如权利要求11所述的投影装置，其中该主反射罩为一抛物面反射镜，且该抛物面反射镜的焦点位于该光源的中心。
15.如权利要求11所述的投影装置，其中该椭球次反射罩的长轴是与该中心轴重合。
16.如权利要求15所述的投影装置，其中该第一焦点与该第二焦点分别落于该第一电极与该第二电极的间隙范围外的两侧。
17.如权利要求16所述的投影装置，其中该第一焦点与该第二焦点的距离小于该初始电极间隙的六倍。
18.如权利要求17所述的投影装置，其中该初始电极间隙为1.0mm。
19.如权利要求18所述的投影装置，其中该第一焦点与该第二焦点的距离介于2.2mm与4.0mm之间。
全文摘要
本发明公开一种灯源模块，包括光源、主反射罩以及椭球次反射罩。光源具有第一电极以及第二电极。第一电极与第二电极之间相距一初始电极间隙，且光源用以产生一光束。主反射罩用以反射光束，主反射罩具有一中心轴，且光源设置于此中心轴上。椭球次反射罩用以反射光束至主反射罩。椭球次反射罩具有第一焦点以及第二焦点，光源的中心位于椭球反射罩的长轴上以及第一焦点与第二焦点之间，且第一焦点与第二焦点的距离大于初始电极间隙。
文档编号G02B27/18GK1932636SQ200510109609
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月14日 优先权日2005年9月14日
发明者庄福明, 王正, 谢定衡 申请人:扬明光学股份有限公司