专利名称：合光模组及投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合光模组及投影装置，特别是涉及一种具有相交设置的滤光片，能够节省空间，并具有较大结构强度，可提升合光模组应用选择及可提高效能及应用性的合光模组及投影装置。
背景技术：
自从1960年代发光二极管开始商品化以来，由于具有高耐震性、寿命长、体积小的优点，所以其应用范围逐渐遍及日常生活中的各项用品，例如在照明装置及显示装置中作为发光源或背光源。在显示装置中，发光二极管尚需与其他光学元件搭配以产生全彩的视觉效果，其中一个重要的光学元件为滤光片(dichroic filter)。滤光片是由一玻璃平板镀上多种分光膜(dichroic film)，当光线经过滤光片时，会将部分波长段的光线滤掉，使另一部分波长段的光线穿过。因为滤光片具有选择光波长的光学特性，所以滤光片也被使用于许多光学应用中，其中一种应用是为合光。
请参阅图1所示，是一种现有习知的合光模组的一示意图，该现有习知的合光模组1，是包括一第一滤光片11、一第二滤光片12、一红光二极管13、一蓝光二极管14以及一绿光二极管15。其中，第一滤光片11上镀有一红光分光膜，第二滤光片12上镀有一蓝光分光膜，红光二极管13是邻设于第一滤光片11的一侧，并发射一红光光束，蓝光二极管14是邻设于第二滤光片12的一侧，并发射一蓝光光束，绿光二极管15是邻设于第一滤光片11的另一侧，并发射一绿光光束。
由于第一滤光片11上镀有一红光分光膜，所以红光光束会经由第一滤光片11反射并穿透第二滤光片12而到达一合光区域16；另外，由于第二滤光片12上镀有一蓝光分光膜，所以蓝光光束会经由第二滤光片12反射而到达合光区域16；此外，绿光光束是穿透第一滤光片11及第二滤光片12而到达合光区域16。所以合光模组1可达到二个目的，第一是将来自不同方向的光束导引至同一区域，第二是将不同的光束合成另一种光束。由于红光、蓝光及绿光是光的三原色，所以在合光区域16中，三光束交集的范围会形成一白光光束。
合光模组1虽然可以达到合光的效果，但是由于其二滤光片是分开设置，故其所需要的空间较大，且其结构的强度亦较小；此外，合光模组1的合光区域只能固定在同一方向，应用的选择性较低。另外，其未揭露如何应用于其他光学装置(如投影装置)，使得合光模组1除了合光外，无法发挥其他功能。
由此可见，上述现有的合光模组及投影装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，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，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的合光模组及投影装置，来解决上述问题，以提高效能及应用性，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的合光模组及投影装置存在的缺陷，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，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的合光模组及投影装置，能够改进一般现有的合光模组及投影装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过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，克服现有的合光模组及投影装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的合光模组及投影装置，所要解决的技术问题是使其可提高效能及应用性，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
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合光模组，其包括一第一滤光片；一第二滤光片，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对；至少一第一光源，是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域；以及至少一第二光源，是设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束经由该第二滤光片反射至该合光区域。
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。
前述的合光模组，其中所述的第一滤光片与该第二滤光片是呈X形或V形。
前述的合光模组，其中所述的第一光束及该第二光束是选自白光的互补光或青、黄、洋红色光。
前述的合光模组，其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的合光模组，其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的合光模组，其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
前述的合光模组，其更包括至少一第三光源，是设置于该第三区域且发射一第三光束，该第三光束穿透该第一滤光片及该第二滤光片至该合光区域。
前述的合光模组，其中所述的第一光束、第二光束及第三光束是选自三原色光或青、黄、洋红色光。
前述的合光模组，其更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上；以及一第三集光柱，是设置于该第三光源至该第一滤光片的光路径上。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影装置，其包括一合光模组，具有一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源、至少一第二光源及至少一第三光源，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，并且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对，该第一光源是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域，该第二光源设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束是经由该第二滤光片反射至该合光区域，该第三光源设置于该第三区域且发射一第三光束，该第三光束穿透该第一滤光片及该第二滤光片至该合光区域；一控制模组，是使该第一光束、该第二光束及该第三光束在不同时间到达该合光区域；一光调变模组，是设置于该合光区域，并调变该第一光束、该第二光束及该第三光束，经过调变后的该第一光束、该第二光束及该第三光束是分别形成一第一影像、一第二影像及一第三影像；以及一投影透镜，是将该第一影像、该第二影像及该第三影像在不同时间投影至一显示单元。
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。
前述的投影装置，其中所述的第一光束、该第二光束及第三光束是选自三原色光或青、黄、洋红色光。
前述的投影装置，其中所述的第一滤光片与该第二滤光片是呈X形或V形。
前述的投影装置，其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的投影装置，其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的投影装置，其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
前述的投影装置，其中所述的合光模组更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上；以及一第三集光柱，是设置于该第三光源至该第一滤光片的光路径上。
前述的投影装置，其中所述的控制模组是包括一光源驱动回路，该光源驱动回路是驱动该第一光源、该第二光源及该第三光源的开关，使该第一光束、该第二光束及该第三光束在不同时间到达该合光区域。
前述的投影装置，其中所述的控制模组是包括三遮光元件，该等遮光元件分别与该第一光源、该第二光源及该第三光源相对设置。
前述的投影装置，其中所述的光调变模组是包括一薄膜电晶体液晶显示面板、一单晶硅液晶显示面板或一数位微镜装置。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种投影装置，其包括一合光模组，其具有一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源及至少一第二光源，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对，该第一光源是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域，该第二光源设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束经由该第二滤光片反射至该合光区域；一控制模组，是使该第一光束及该第二光束在不同时间到达该合光区域；一光调变模组，是设置于该合光区域，并调变该第一光束及该第二光束，经过调变后的该第一光束及该第二光束是分别形成一第一影像及一第二影像；以及一投影透镜，是将该第一影像及该第二影像在不同时间投影至一显示单元。
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。
前述的投影装置，其中所述的第一光束及第二光束是选自白光的互补光或青、黄、洋红色光。
前述的投影装置，其中所述的第一滤光片与第二滤光片是呈X形或V形。
前述的投影装置，其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的投影装置，其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
前述的投影装置，其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
前述的投影装置，其中所述的合光模组更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；以及一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上。
前述的投影装置，其中所述的合光模组更包括复数第一集光柱，是分别设置于各该第一光源至该第一滤光片的光路径上，且该等第一集光柱分别与各该第一光源相对设置；以及复数第二集光柱，是分别设置于各该第二光源至该第二滤光片的光路径上，且该等第二集光柱分别与各该第二光源相对设置。
前述的投影装置，其中所述的控制模组是包括一光源驱动回路，该光源驱动回路是驱动该第一光源及该第二光源的开关，使该第一光束及该第二光束在不同时间到达该合光区域。
前述的投影装置，其中所述的控制模组是包括二遮光元件，该等遮光元件分别与该第一光源及该第二光源相对设置。
前述的投影装置，其中所述的光调变模组是包括一薄膜电晶体液晶显示面板、一单晶硅液晶显示面板或一数位微镜装置。
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，本发明的主要技术内容如下为达到上述目的，本发明提供了一种合光模组，包括一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源以及至少一第二光源。第一滤光片与第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域。第一区域与第二区域相对，第三区域与合光区域相对。第一光源是设置于第一区域且发射一第一光束，第一光束经由第一滤光片反射至合光区域；第二光源是设置于第二区域且发射一第二光束，第二光束经由第二滤光片反射至合光区域。
另外，为达到上述目的，本发明另提供了一种投影装置，包括一合光模组、一控制模组、一光调变模组以及一投影透镜。合光模组包括一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源、至少一第二光源及至少一第三光源。第一滤光片与第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域。第一区域与第二区域相对，第三区域与合光区域相对。第一光源是设置于第一区域且发射一第一光束，第一光束经由第一滤光片反射至合光区域；第二光源是设置于第二区域且发射一第二光束，第二光束经由第二滤光片反射至合光区域；第三光源设置于第三区域且发射一第三光束，第三光束穿透第一滤光片及第二滤光片至合光区域；控制模组是使第一光束、第二光束及第三光束在不同时间到达合光区域；光调变模组是设置于合光区域，并调变第一光束、第二光束及第三光束，经过调变后的第一光束、第二光束及第三光束是分别形成一第一影像、一第二影像及一第三影像；投影透镜是将第一影像、第二影像及第三影像投影至一显示单元。
再者，为达到上述目的，本发明还提供了另一种投影装置，包括一合光模组、一控制模组、一光调变模组以及一投影透镜。合光模组包括一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源及至少一第二光源。第一滤光片与第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域。第一区域与第二区域相对，第三区域与合光区域相对。第一光源是设置于第一区域且发射一第一光束，第一光束经由第一滤光片反射至合光区域；第二光源是设置于第二区域且发射一第二光束，第二光束经由第二滤光片反射至合光区域；控制模组是使第一光束及第二光束在不同时间到达合光区域；光调变模组是设置于合光区域，并调变第一光束及第二光束，经过调变后的第一光束及第二光束是分别形成一第一影像及一第二影像；投影透镜是将第一影像及第二影像投影至一显示单元。
借由上述技术方案，本发明合光模组及投影装置至少具有下列优点承上所述，因为依本发明的一种合光模组，是将第一滤光片及第二滤光片相交设置，与现有习知的合光模组的滤光片分开设置相较，本发明更能够节省空间，并具有较大的结构强度，合光模组亦具有较多的对称侧，亦即合光区域有较多的选择，例如第一区域、第二区域或第三区域，可以提升合光模组的应用的选择。另外，因为依本发明的一种投影装置，是将合光模组搭配一控制模组、一光调变模组及一投影透镜，而将合光模组应用在投影上，而可以提高效能及应用性。
综上所述，本发明新颖的合光模组及投影装置，可以有效的提高效能及应用性，非常适于实用。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的合光模组及投影装置具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并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，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是一种现有习知的合光模组的一示意图。
图2是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的一示意图。
图3是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的另一示意图。
图4是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的再一示意图。
图5是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的滤光片与支撑架的一示意图。
图6是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的一示意图。
图7是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的另一示意图。
图8是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的再一示意图。
图9是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的滤光片与支撑架的一示意图。
图10是依据本发明第三较佳实施例的一种合光模组的一示意图。
图11是依据本发明第四较佳实施例的一种合光模组的一示意图。
图12是依据本发明较佳实施例的一种投影装置的一示意图。
1、2、3、4、5合光模组 11、21、31第一滤光片12、22、32第二滤光片13红光二极管14蓝光二极管15绿光二极管211、311透明基板212、312第一分光膜221、321透明基板222、322第二分光膜23、33聚焦透镜 24、34支撑架2a光源 2b光学辅助元件41、42、43、51、52、53滤光片411、511蓝/青光分光膜421、521红/黄光分光膜 431、531洋红光分光膜6投影装置 61控制模组62光调变模组63投影透镜64显示单元 a1第一区域a2第二区域 a3第三区域a4、16合光区域 b1第一光束b2第二光束 b3第三光束b4第四光束 B1、B2、B3、B4光束f1第一聚焦透镜 f2第二聚焦透镜f3第三聚焦透镜 r1第一集光柱r2第二集光柱r3第三集光柱s1第一光源 s2第二光源s3第三光源 S1、S2、S3、S4光源
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的合光模组及投影装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2所示，是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的一示意图。本发明第一较佳实施例的一种合光模组2，是包括一第一滤光片21、一第二滤光片22、至少一第一光源s1以及至少一第二光源s2。第一滤光片21与第二滤光片22以一角度相交设置，且形成一第一区域a1、一第二区域a2、一第三区域a3及一合光区域a4，其中，第一区域a1与第二区域a2相对，第三区域a3与合光区域a4相对。
在本实施例中，该第一滤光片21与第二滤光片22，是以90度相交设置并呈X形，且二者可以卡合、嵌合或粘合而连结。该第一滤光片21，包括一透明基板211及一第一分光膜212，第一分光膜212是设置于透明基板211的一表面，设置方式可为涂布、粘合、电镀或沉积等。该第二滤光片22，是包括一透明基板221及一第二分光膜222，第二分光膜222是设置于透明基板221的一表面。透明基板211、221的材质可为玻璃或塑胶。
此外，第一滤光片21及第二滤光片22除了可以单件式连结之外，亦可以多件式连结而成。例如第二滤光片22可包括二子滤光片，该二子滤光片是分别连结于第一滤光片21相对的二表面，并且二子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
在本实施例中，第一光源s1是设置于第一区域a1且发射一第一光束b1，第二光源s2是设置于第二区域a2且发射一第二光束b2。此外，该合光模组2更包括至少一第三光源s3，其是设置于第三区域a3且发射一第三光束b3。在本实施例中，第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3可以选自一发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、一激光二极管(LaserDiode，LD)、一有机电激发光元件(Organic ElectroLuminescentDevice，OELD)及一场发射元件(Field Emission Device，FED)。第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3是选自三原色光(红、蓝、绿)。当然，若是只用第一光源s1及第二光源s2，而不用第三光源s3的话，则第一光束b1及第二光束b2是选自白光的互补光，例如洋红(magenta)、黄(yellow)或青(cyan)等等。另外，第一分光膜212及第二分光膜222可视与光源搭配的实际需要，而采用对应色光的分光膜。
在本实施例中，第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3是分别为一红光二极管、一蓝光二极管及一绿光二极管，第一分光膜212是为一红光分光膜，第二分光膜222是为一蓝光分光膜。故第一光束b1是经由第一滤光片21反射至合光区域a4，第二光束b2是经由第二滤光片22反射至合光区域a4，第三光束b3是穿透第一滤光片21及第二滤光片22至合光区域a4。
经由光路的设计，可使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3在合光区域a4产生重叠的部分，由于第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3是分别为光的三原色，即红、蓝、绿，所以重叠的部分会形成白光。此外，也可经由另一光路的设计，藉由一聚焦透镜23设置于合光区域a4，第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3穿透聚焦透镜23，并形成一第四光束b4，即为白光。当然，若是第一光源s1、第二光源s2或第三光源s3使用其他色光，则第四光束b4即为其混合色光。
请参阅图3所示，是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的另一示意图，该合光模组2，更包括一第一集光柱r1、一第二集光柱r2、一第三集光柱r3，集光柱是用以使光束均匀化。第一集光柱r1是设置于第一光源s1至第一滤光片21的光路径上；第二集光柱r2是设置于第二光源s2至第二滤光片22的光路径上；第三集光柱r3是设置于第三光源s3至第一滤光片21的光路径上。第一集光柱r1、第二集光柱r2及第三集光柱r3是分别使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3均匀化。
另外，该合光模组2，更包括一第一聚焦透镜f1、一第二聚焦透镜f2及一第三聚焦透镜f3，聚焦透镜是用以使光束集中，并准直光束。第一聚焦透镜f1是设置于第一集光柱r1至第一滤光片21的光路径上；第二聚焦透镜f2是设置于第二集光柱r2至第二滤光片22的光路径上；第三聚焦透镜f3是设置于第三集光柱r3至第一滤光片21的光路径上。第一聚焦透镜f1、第二聚焦透镜f2及第三聚焦透镜f3是分别使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3集中并准直。
在本实施例中，集光柱除了可用单件式结构之外，亦可以用多件式结构。请参阅图4所示，是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的再一示意图，该合光模组2，更包括复数第一集光柱r1、复数第二集光柱r 2及复数第三集光柱r3。第一集光柱r1是分别设置于各第一光源s1至第一滤光片21的光路径上，且第一集光柱r1分别与各第一光源s1相对设置；第二集光柱r2是分别设置于各第二光源s2至第二滤光片22的光路径上，且第二集光柱r2分别与各第二光源s2相对设置；第三集光柱r3是分别设置于各第三光源s3至第一滤光片21的光路径上，且第三集光柱r3分别与各第三光源s3相对设置。在本实施例中，第一集光柱r1是相邻设置并连结，第二集光柱r2是相邻设置并连结，第三集光柱r3是相邻设置并连结。
请参阅图5所示，是依据本发明第一较佳实施例的一种合光模组的滤光片与支撑架的一示意图，该合光模组2更包括二支撑架24。二支撑架24是相对设置，第一滤光片21相对的二侧边分别与二支撑架24连结，且第二滤光片22相对的二侧边分别与二支撑架24连结。该支撑架24可以具有沟槽，使得第一滤光片21及第二滤光片22可与支撑架24嵌合、卡合而连结；第一滤光片21及第二滤光片22与支撑架24亦可藉由粘合而连结。
请参阅图6所示，是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的一示意图，本发明第二较佳实施例的一种合光模组3，包括一第一滤光片31、一第二滤光片32、至少一第一光源s1以及至少一第二光源s2。第一滤光片31与第二滤光片32以一角度相交设置，且形成一第一区域a1、一第二区域a2、一第三区域a3及一合光区域a4，其中，第一区域a1与第二区域a2相对，第三区域a3与合光区域a4相对。
在本实施例中，第一滤光片31与第二滤光片32是以90度相交设置并呈V形，且二者可以卡合、嵌合或粘合而连结。该第一滤光片31，是包括一透明基板311及一第一分光膜312，第一分光膜312是设置于透明基板311的一表面。该第二滤光片32，是包括一透明基板321及一第二分光膜322，第二分光膜322是设置于透明基板321的一表面。透明基板311、321的材质可为玻璃或塑胶，第一分光膜312及第二分光膜322可视与光源搭配的实际需要而采用任意色光的分光膜，例如为一红光分光膜、一蓝光分光膜或一绿光分光膜。在本实施例中，第一分光膜312是为一红光分光膜，第二分光膜322是为一蓝光分光膜。
在本实施例中，第一光源s1是设置于第一区域a1且发射一第一光束b1，第二光源s2是设置于第二区域a2且发射一第二光束b2。此外，合光模组3更包括至少一第三光源s3，是设置于第三区域a3且发射一第三光束b3。该第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3，可以选自一发光二极管(LED)、一激光二极管(LD)、一有机电激发光元件(OELD)及一场发射元件(FED)。在本实施例中，第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3是分别为一红光二极管、一蓝光二极管及一绿光二极管，又由于第一分光膜312是为一红光分光膜，第二分光膜322是为一蓝光分光膜，故第一光束b1是经由第一滤光片31反射至合光区域a4，第二光束b2是经由第二滤光片32反射至合光区域a4，第三光束b3是穿透第一滤光片31及第二滤光片32至合光区域a4。
经由光路的设计，可使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3在合光区域a4产生重叠的部分，由于第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3是分别为光的三原色，即红、蓝、绿，所以重叠的部分会形成白光。此外，也可经由另一光路的设计，藉由一聚焦透镜33设置于合光区域a4，第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3穿透聚焦透镜33，并形成一第四光束b4，即为自光。当然，若是第一光源s1、第二光源s2或第三光源s3使用其他色光，则第四光束b4即为其混合色光。
请参阅图7所示，是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的另一示意图，该合光模组3，更包括一第一集光柱r1、一第二集光柱r2、一第三集光柱r3，集光柱是用以使光束均匀化。第一集光柱r1是设置于第一光源s1至第一滤光片31的光路径上；第二集光柱r2是设置于第二光源s2至第二滤光片32的光路径上；第三集光柱r3是设置于第三光源s3至第一滤光片31的光路径上。第一集光柱r1、第二集光柱r2及第三集光柱r3是分别使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3均匀化。
另外，该合光模组3，更包括一第一聚焦透镜f1、一第二聚焦透镜f2及一第三聚焦透镜f3，聚焦透镜是用以使光束集中，并准直光束。第一聚焦透镜f1是设置于第一集光柱r1至第一滤光片31的光路径上；第二聚焦透镜f2是设置于第二集光柱r2至第二滤光片32的光路径上；第三聚焦透镜f3是设置于第三集光柱r3至第一滤光片31的光路径上。第一聚焦透镜f1、第二聚焦透镜f2及第三聚焦透镜f3是分别使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3集中并准直。
在本实施例中，集光柱除了可用单件式结构之外，亦可以用多件式结构。请参阅图8所示，是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的再一示意图，该合光模组3，更包括复数第一集光柱r1、复数第二集光柱r2及复数第三集光柱r3。该第一集光柱r1是分别设置于各第一光源s1至第一滤光片31的光路径上，且该第一集光柱r1分别与各第一光源s1相对设置；该第二集光柱r2是分别设置于各第二光源s2至第二滤光片32的光路径上，且该第二集光柱r2分别与各第二光源s2相对设置；该第三集光柱r3是分别设置于各第三光源s3至第一滤光片31的光路径上，且第三集光柱r3分别与各第三光源s3相对设置。在本实施例中，第一集光柱r1是相邻设置并连结，第二集光柱r2是相邻设置并连结，第三集光柱r3是相邻设置并连结。
请参阅图9所示，是依据本发明第二较佳实施例的一种合光模组的滤光片与支撑架的一示意图，该合光模组3更包括二支撑架34。二支撑架34是相对设置，第一滤光片31相对的二侧边分别与二支撑架34连结，且第二滤光片32相对的二侧边分别与二支撑架34相连结。支撑架34可具有沟槽，使得第一滤光片31及第二滤光片32可以与支撑架34嵌合、卡合而连结；第一滤光片31及第二滤光片32与支撑架34亦可藉由粘合而连结。
需要注意的是，除了上述第一较佳实施例及第二较佳实施例的合光模组2、3之外，亦可藉由合光模组2及合光模组3的组合，甚至加上单个滤光片来构成其他较佳实施例的合光模组。此外，在其他较佳实施例的合光模组中，使用的光源不限于三个，且光源所发出的光束亦不限于三原色光，可视需要使用其他色光，例如青、黄或洋红等。当然，滤光片上的分光膜也会因着不同色光的使用而不同。
请参阅图10所示，是依据本发明第三较佳实施例的一种合光模组的一示意图，本发明第三较佳实施例的一种合光模组4，包括三滤光片41～43以及四光源S1～S4。其中，滤光片41、42是呈X型，滤光片42、43是呈V型，光源S1～S3是邻设于滤光片41、42的周围，而光源S4是邻设于滤光片43。在本实施例中，滤光片41具有一蓝/青光分光膜411，滤光片42具有一红/黄光分光膜421，滤光片43具有一洋红光分光膜，此外，光源S1是可发射红光及/或黄光的光束B1，光源S2是可发射绿光的光束B2，光源S3是可发射蓝光及/或青光的光束B3，而光源S4是可发射洋红光的光束B4。如此，光束B1～B4皆可藉由滤光片41～43到达同一侧，而达到合光的效能。
此外，本实施例的合光模组4可视需要而延伸推广，例如再加一滤光片与滤光片43成V型，甚至依此原则再加其他滤光片与相邻的滤光片成V型，当然滤光片上的分光膜亦视所加光源的不同而改变，以达到合光的效能。
请参阅图11所示，是依据本发明第四较佳实施例的一种合光模组的一示意图，本发明第四较佳实施例的一种合光模组5，包括三滤光片51～53以及四光源S1～S4。其中，滤光片51、52是呈V型，滤光片52、53亦呈V型，光源S1是邻设于滤光片52，光源S2、S3是邻设于滤光片51，而光源S4是邻设于滤光片53。在本实施例中，滤光片51具有一蓝/青光分光膜511，滤光片52具有一红/黄光分光膜521，滤光片53具有一洋红光分光膜531，此外，光源S1是可发射红光及/或黄光的光束B1，光源S2是可发射绿光的光束B2，光源S3是可发射蓝光及/或青光的光束B3，而光源S4是可发射洋红光的光束B4。如此，光束B1～B4皆可藉由滤光片51～53到达同一侧，而达到合光的效能。
此外，本实施例的合光模组5可视需要而延伸推广，例如再加一滤光片与滤光片53成V型，甚至依此原则再加其他滤光片与相邻的滤光片成V型，当然滤光片上的分光膜亦视所加光源的不同而改变，以达到合光的效能。
请参阅请图12所示，是依据本发明较佳实施例的一种投影装置的一示意图，本发明较佳实施例的一种投影装置6，包括一合光模组2、一控制模组61、一光调变模组62以及一投影透镜63。该合光模组2已在上述第一较佳实施例中予以详细说明，故在此不再赘述。整体来说，合光模组2可分为光源2a及光学辅助元件2b。其中，光源包括至少一第一光源s1、至少一第二光源s2、至少一第三光源s3；光学辅助元件2b则可包括合光模组2中，除了光源2a之外其他所有的元件。光源2a是用以发射光束，第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3分别发射第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3；而光学辅助元件2b是将第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3均匀化、集中化，并导引至合光区域a4。
控制模组61是使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3在不同时间到达合光区域a4。在本实施例中，控制模组61包括一光源驱动回路(图中未显示)，其是驱动第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3的开关，使第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3在不同时间到达合光区域a4。
另外，控制模组61不仅可利用电路来控制光源的开关，亦可利用光学元件来进行控制。例如，控制模组61可以包括三遮光元件分别与第一光源s1、第二光源s2及第三光源s3相对设置，并藉由对应遮光元件的开关使得第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3在不同时间通过遮光元件并到达合光区域a4。遮光元件可利用液晶面板加上偏振板来达成，藉由驱动电压来改变液晶的排列方向，使得通过液晶的光束改变偏振方向，因而产生通过偏振板或不通过偏振板的结果。
光调变模组62是设置于合光区域a4，并调变第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3，经过调变后的第一光束b1、第二光束b2及第三光束b3是分别形成一第一影像、一第二影像及一第三影像。在本实施例中，光调变模组62是包括一具有薄膜电晶体(Thin Film Transistor，TFT)的液晶显示面板(TFT-LCD)或一单晶硅液晶显示面板(Liquid Crystal onSilicon，LCoS)。藉由不同的驱动电压，使得通过液晶的光束得到不同的灰阶效果，因而形成不同亮度的第一影像、第二影像及第三影像。另外，光调变模组62亦可以包括一数位微镜装置(digital micro-mirrordevice，DMD)，此为数位光源处理(digital light processing，DLP)投影机所使用的调变技术，故在此不再赘述。
在本实施例中，投影装置6是利用时序混色法来达到全彩的效果。所谓时序混色法是利用光的三原色循序地在人眼视觉暂留的时间内来合成彩色的图像，也就是说将三原色的色度分别依序切割在三个不同的显示时段(例如在1/180秒之内)表现在同一画素(pixel)中，由于人眼视觉暂留的影响，导致在1/60秒内已有三个不同光强度的三原色重叠在一起，而得到色彩缤纷的彩色显示效果。
在本实施例中，第一光束是为红光，第二光束是为蓝光，第三光束是为绿光，即为光的三原色，经过调变的第一影像、第二影像及第三影像依序传送至投影透镜63，而投影透镜63是将第一影像、第二影像及第三影像依序投影至一显示单元64。如此即可得到全彩的显示投影。当然，若投影装置6只使用二光源，例如第一光源s1及第二光源s2，则第一光源s1所发射的第一光线b1及第二光源s2所发射的第二光线b2可选自白光的互补光或青、黄、洋红色光，以达到多彩或全彩的目的。
投影装置6除了可使用第一较佳实施例的合光模组2之外，亦可使用第二至第四较佳实施例的合光模组3～5。
综上所述，因为依本发明的一种合光模组，是将第一滤光片及第二滤光片相交设置，与现有习知的合光模组的滤光片分开设置相较，本发明更能够节省空间，并具有较大的结构强度，合光模组亦具有较多的对称侧，亦即合光区域有较多的选择，例如第一区域、第二区域或第三区域，可以提升合光模组的应用的选择。此外，本发明更能够藉由辅助光学元件来加强光束的光学特性，如均匀化及集中化等。因为依本发明的一种投影装置，是将合光模组搭配一控制模组、一光调变模组及一投影透镜，而将合光模组应用在投影上，而可以提高效能及应用性。
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技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，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
1.一种合光模组，其特征在于其包括一第一滤光片；一第二滤光片，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对；至少一第一光源，是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域；以及至少一第二光源，是设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束经由该第二滤光片反射至该合光区域。
2.根据权利要求1所述的合光模组，其特征在于其中所述的第一滤光片与该第二滤光片是呈X形或V形。
3.根据权利要求1所述的合光模组，其特征在于其中所述的第一光束及该第二光束是选自白光的互补光或青、黄、洋红色光。
4.根据权利要求1所述的合光模组，其特征在于其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
5.根据权利要求1所述的合光模组，其特征在于其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
6.根据权利要求2所述的合光模组，其特征在于其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
7.根据权利要求1所述的合光模组，其特征在于其更包括至少一第三光源，是设置于该第三区域且发射一第三光束，该第三光束穿透该第一滤光片及该第二滤光片至该合光区域。
8.根据权利要求7所述的合光模组，其特征在于其中所述的第一光束、第二光束及第三光束是选自三原色光或青、黄、洋红色光。
9.根据权利要求7所述的合光模组，其特征在于其更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上；以及一第三集光柱，是设置于该第三光源至该第一滤光片的光路径上。
10.一种投影装置，其特征在于其包括一合光模组，具有一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源、至少一第二光源及至少一第三光源，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对，该第一光源是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域，该第二光源设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束经由该第二滤光片反射至该合光区域，该第三光源设置于该第三区域且发射一第三光束，该第三光束穿透该第一滤光片及该第二滤光片至该合光区域；一控制模组，是使该第一光束、该第二光束及该第三光束在不同时间到达该合光区域；一光调变模组，是设置于该合光区域，并调变该第一光束、该第二光束及该第三光束，经过调变后的该第一光束、该第二光束及该第三光束是分别形成一第一影像、一第二影像及一第三影像；以及一投影透镜，是将该第一影像、该第二影像及该第三影像在不同时间投影至一显示单元。
11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一光束、该第二光束及第三光束是选自三原色光或青、黄、洋红色光。
12.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一滤光片与该第二滤光片是呈X形或V形。
13.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
14.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
15.根据权利要求12所述的投影装置，其特征在于其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
16.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的合光模组更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上；以及一第三集光柱，是设置于该第三光源至该第一滤光片的光路径上。
17.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的控制模组是包括一光源驱动回路，该光源驱动回路是驱动该第一光源、该第二光源及该第三光源的开关，使该第一光束、该第二光束及该第三光束在不同时间到达该合光区域。
18.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的控制模组是包括三遮光元件，该等遮光元件分别与该第一光源、该第二光源及该第三光源相对设置。
19.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于其中所述的光调变模组是包括一薄膜电晶体液晶显示面板、一单晶硅液晶显示面板或一数位微镜装置。
20.一种投影装置，其特征在于其包括一合光模组，具有一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源及至少一第二光源，该第一滤光片与该第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域，该第一区域与该第二区域相对，该第三区域与该合光区域相对，该第一光源是设置于该第一区域且发射一第一光束，该第一光束经由该第一滤光片反射至该合光区域，该第二光源设置于该第二区域且发射一第二光束，该第二光束经由该第二滤光片反射至该合光区域；一控制模组，是使该第一光束及该第二光束在不同时间到达该合光区域；一光调变模组，是设置于该合光区域，并调变该第一光束及该第二光束，经过调变后的该第一光束及该第二光束是分别形成一第一影像及一第二影像；以及一投影透镜，是将该第一影像及该第二影像在不同时间投影至一显示单元。
21.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一光束及第二光束是选自白光的互补光或青、黄、洋红色光。
22.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一滤光片与第二滤光片是呈X形或V形。
23.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的第一滤光片是包括一透明基板及一第一分光膜，该第一分光膜是设置于该透明基板的一表面。
24.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的第二滤光片是包括一透明基板及一第二分光膜，该第二分光膜是设置于该透明基板的一表面。
25.根据权利要求22所述的投影装置，其特征在于其中所述的第二滤光片更包括二子滤光片，该等子滤光片是分别连结于该第一滤光片相对的二表面，该等子滤光片的一表面上分别具有一相同材质的分光膜。
26.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的合光模组更包括一第一集光柱，是设置于该第一光源至该第一滤光片的光路径上；以及一第二集光柱，是设置于该第二光源至该第二滤光片的光路径上。
27.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的合光模组更包括复数第一集光柱，是分别设置于各该第一光源至该第一滤光片的光路径上，且该等第一集光柱分别与各该第一光源相对设置；以及复数第二集光柱，是分别设置于各该第二光源至该第二滤光片的光路径上，且该等第二集光柱分别与各该第二光源相对设置。
28.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的控制模组是包括一光源驱动回路，该光源驱动回路是驱动该第一光源及该第二光源的开关，使该第一光束及该第二光束在不同时间到达该合光区域。
29.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的控制模组是包括二遮光元件，该等遮光元件分别与该第一光源及该第二光源相对设置。
30.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于其中所述的光调变模组是包括一薄膜电晶体液晶显示面板、一单晶硅液晶显示面板或一数位微镜装置。
全文摘要
本发明是有关一种合光模组及投影装置。该合光模组，包括一第一滤光片、一第二滤光片、至少一第一光源以及至少一第二光源。第一滤光片与第二滤光片以一角度相交设置，且形成一第一区域、一第二区域、一第三区域及一合光区域。第一区域与第二区域相对，第三区域与合光区域相对。第一光源设置于第一区域且发射一第一光束，第一光束经由第一滤光片反射至合光区域；第二光源设置于第二区域且发射一第二光束，第二光束经由第二滤光片反射至合光区域。该投影装置，包括一合光模组、一控制模组、一光调变模组以及一投影透镜。本发明能够节省空间，并具有较大的结构强度，可提升合光模组应用的选择。另外本发明将合光模组应用在投影上，可提高效能及应用性。
文档编号G03B21/00GK101093287SQ20061008291
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者张光华 申请人:精碟科技股份有限公司