光學(xué)投影裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影裝置，且特別是涉及利用兩片數(shù)字微型反射鏡元件搭配雙固態(tài)光源的光學(xué)投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雷射搭配熒光劑作為光源的投影機(jī)技術(shù)已越來(lái)越普及，但是因雷射塔價(jià)格昂貴，因此市面上使用此類(lèi)光源技術(shù)的投影機(jī)多采用單片式數(shù)字光源處理技術(shù)(Digital LightProcessing, DLP)以降低成本。
[0003]使用單片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)僅使用一個(gè)數(shù)字微型反射鏡元件(Digital Micro-mirror Device, DMD)來(lái)調(diào)制影像，因此必須搭配一個(gè)色輪(color wheel)來(lái)產(chǎn)生各種不同顏色的光譜(例如通常組成白光光譜的三原色:紅色光譜、綠色光譜及藍(lán)色光譜)，并序列地將所述不同顏色的光譜傳遞至數(shù)字微型反射鏡元件加以調(diào)制，使觀察者可以因?yàn)橐曈X(jué)暫留而感覺(jué)出各種不同顏色。
[0004]前述使用單片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)因?yàn)橹恍枰褂靡粋€(gè)數(shù)字微型反射鏡元件，故可大幅地降低制作成本及整體體積。然而，使用單片式數(shù)字處理技術(shù)的投影機(jī)卻有其在亮度及色彩飽和度無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足的缺點(diǎn)，其主要因?yàn)槭褂脝纹綌?shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)受到序列式色彩調(diào)制的限制，亮度效率大大地降低。而為了補(bǔ)償亮度效率，多會(huì)使用二次色(secondary color)來(lái)提高亮度,但如此卻使得色彩飽和度降低。
[0005]此外，色輪的機(jī)械結(jié)構(gòu)限制也使得色破裂(Color Breaking)情況產(chǎn)生。從廣義上說(shuō)，在某些狀態(tài)下，序列式的顏色調(diào)制會(huì)無(wú)法滿(mǎn)足視覺(jué)暫留所需條件而使觀看者看到非預(yù)期的彩色閃動(dòng)畫(huà)面，故此缺點(diǎn)無(wú)法滿(mǎn)足某些高階應(yīng)用的要求。
[0006]目前用來(lái)取代使用單片式數(shù)字光源處理技術(shù)架構(gòu)的投影機(jī)，以避免色破裂及亮度效率低的缺點(diǎn)的是三片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)。三片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)使用三片數(shù)字微型反射鏡元件，故在單光源下可利用分色鏡將白色分成紅色光譜、綠色光譜及藍(lán)色光譜，并同時(shí)供給三片數(shù)字微型反射鏡元件同時(shí)處理，因此就不會(huì)有色破裂及亮度效率的缺點(diǎn)，且色彩飽和度佳。但是，使用三片數(shù)字微型反射鏡元件及數(shù)量相對(duì)應(yīng)于三片數(shù)字微型反射鏡元件的周邊光學(xué)元件卻讓所述投影機(jī)的制作成本及體積大幅增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明揭示內(nèi)容的目的在于提供一種光學(xué)投影裝置，所述光學(xué)投影裝置利用兩片數(shù)字微型反射鏡元件搭配雙固態(tài)光源，可以在亮度效率、色彩鮮艷度及成本等特性上取得較佳平衡。
[0008]本發(fā)明于一實(shí)施方式中，提供一種光學(xué)投影裝置，包含一種光學(xué)投影裝置，用以與一投影鏡頭配合組合一光學(xué)投影系統(tǒng)，該光學(xué)投影裝置用以產(chǎn)生一投射光線(xiàn)，該投影光線(xiàn)通過(guò)該投影鏡頭投射至一投影幕，該光學(xué)投影裝置包含一第一固態(tài)光源產(chǎn)生器、一第二固態(tài)光源產(chǎn)生器、一光學(xué)模塊、一第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層、一第一分光濾片、一第二分光濾片及一空間光調(diào)制模塊。第一固態(tài)光源產(chǎn)生器用以產(chǎn)生一第一光束。第二固態(tài)光源產(chǎn)生器用以產(chǎn)生一第二光束。光學(xué)模塊位于第一固態(tài)光源產(chǎn)生器、第二固態(tài)光源產(chǎn)生器及投影鏡頭之間。第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊位于第一固態(tài)光源產(chǎn)生器及光學(xué)模塊之間，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組用以與第一光束發(fā)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光線(xiàn)。第一分光濾片用以反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光線(xiàn)并供第一光束穿透，第二分光濾片用以反射第二光束并供波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束穿透?？臻g光調(diào)制模塊位于光學(xué)模塊及投影鏡頭之間，空間光調(diào)制模塊用以將第一光束區(qū)分為第三光束及第四光束，并使第二光束、第三光束及第四光束通過(guò)投影鏡頭傳遞至投影幕。
[0009]綜上，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)解決單片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)因受到序列式色彩調(diào)制的限制而使亮度效率降低問(wèn)題，以及使用二次色(secondary color)來(lái)提高亮度卻使得色彩飽和度降低的問(wèn)題；且本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更具有三片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)不會(huì)產(chǎn)生色破裂及提高亮度效率的優(yōu)點(diǎn)，且其體積與制造成本都低于三片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)，因此本發(fā)明結(jié)構(gòu)兼具單片式與三片式數(shù)字光源處理技術(shù)的投影機(jī)的高亮度、色彩飽和、無(wú)色破裂、體積小雨成本低優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施方式的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊的俯視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)投影系統(tǒng)的一操作示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)投影系統(tǒng)的另一操作示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明第一實(shí)施方式的第一空間光調(diào)制器及第二空間光調(diào)制器的一動(dòng)作時(shí)續(xù)圖。
[0015]圖6為本發(fā)明第一實(shí)施方式的第一空間光調(diào)制器及第二空間光調(diào)制器的另一動(dòng)作時(shí)續(xù)圖。
[0016]圖7為本發(fā)明第二實(shí)施方式的光學(xué)投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0018]I 光學(xué)投影系統(tǒng)
[0019]10 投影鏡頭
[0020]12 光學(xué)投影裝置
[0021]120第一固態(tài)光源產(chǎn)生器
[0022]122第二固態(tài)光源產(chǎn)生器
[0023]124第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊
[0024]1240 承載件
[0025]1242波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層
[0026]1244 旋轉(zhuǎn)件
[0027]126第一分光濾片
[0028]128第二分光濾片
[0029]130光學(xué)模塊
[0030]1300光通道元件
[0031]1302 第一透鏡
[0032]1304 第二透鏡
[0033]1306 反射鏡
[0034]132空間光調(diào)制模塊
[0035]1320全反射棱鏡
[0036]1322分光棱鏡
[0037]1324第一空間光調(diào)制器
[0038]1326第二空間光調(diào)制器
[0039]1330第一全反射棱鏡部
[0040]1332第二全反射棱鏡部
[0041]1340第一分光棱鏡部
[0042]1342第二分光棱鏡部
[0043]1344分光鍍膜層
[0044]136控制器
[0045]140第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊
[0046]Il 光軸
[0047]12 光軸
【具體實(shí)施方式】
[0048]請(qǐng)參考隨附圖示，本發(fā)明的以上及額外目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)本發(fā)明的較佳實(shí)施例的以下闡釋性及非限制性詳細(xì)描敘予以更好地理解。
[0049]配合參閱圖1，為本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。光學(xué)投影系統(tǒng)I包含一投影鏡頭10及一光學(xué)投影裝置12，光學(xué)投影裝置12用以產(chǎn)生一投射光束，所述投射光束通過(guò)投影鏡頭10投射至一投影幕(圖未示)。
[0050]光學(xué)投影裝置12包含一第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120、一第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122、一第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊124、一第一分光濾片126、一第二分光濾片128、一光學(xué)模塊130、一空間光調(diào)制模塊132及一控制器136。
[0051]第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120具有一光軸II，第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120用以產(chǎn)生一第一光束；所述光軸Il為第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120產(chǎn)生的第一光束在空間中光強(qiáng)度分布的對(duì)稱(chēng)軸。在本實(shí)施方式中，第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120產(chǎn)生的第一光束具有藍(lán)光光譜。然而,在實(shí)際實(shí)施時(shí)，第一光束并不僅僅被局限為藍(lán)光光譜。第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120為雷射光束產(chǎn)生器。
[0052]第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122具有一光軸12,第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122用以產(chǎn)生一第二光束；所述光軸12為第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122產(chǎn)生的第二光束在空間中光強(qiáng)度分布的對(duì)稱(chēng)軸。在本實(shí)施方式中，第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122的光軸12大致平行于第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120的光軸II，并朝向相同的方向分別產(chǎn)生第一光束及第二光束；實(shí)際實(shí)施時(shí)，第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122的光軸12也可以是大致垂直于第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120的光軸II，或與第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120的光軸Il夾一特定角度。再者，第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122產(chǎn)生的第二光束為藍(lán)光光束，且第二光束的發(fā)光光譜相同于第一光束的發(fā)光光譜。然而，在實(shí)際實(shí)施時(shí)，第二光束并不僅僅被局限為具有藍(lán)光光譜，意即第二光束的發(fā)光光譜可以相異于第一光束的發(fā)光光譜。第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122為雷射光源產(chǎn)生器。
[0053]第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊124位于第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120及投影鏡頭10之間,第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊124包含一承載件1240、一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242及一旋轉(zhuǎn)件1244。承載件1240是使用金屬(例如為鋁)制作而成，可以加速導(dǎo)離第一光束所挾帶的熱能；當(dāng)然，在實(shí)際實(shí)施時(shí)，承載件1240也可以是使用其他材質(zhì)(例如為玻璃制作而成)。在本實(shí)施方式中，承載件1240的外型大致呈圓形環(huán)狀，如圖2所示。
[0054]波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242涂布于承載件1240面對(duì)第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120的表面上，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242涂布緊鄰于承載件1240的外緣，并呈環(huán)狀布設(shè)方式。當(dāng)?shù)谝还馐鴤鬟f至波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242時(shí)，會(huì)與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242發(fā)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換并產(chǎn)生一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束。在本實(shí)施方式中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束具有黃光光譜。
[0055]第一分光濾片126位于第一固態(tài)光源發(fā)射器120及第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊124之間，用以供具有特定發(fā)光波長(zhǎng)的光線(xiàn)通過(guò)，并反射具有另一特定發(fā)光波長(zhǎng)的光線(xiàn)。在本實(shí)施方式中，第一分光濾片126會(huì)反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光線(xiàn)并供第一光束通過(guò)。由上述內(nèi)容可以得知，第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120產(chǎn)生的第一光束可以穿透第一分光濾片126,而第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120發(fā)出的第一光束在傳遞至第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊124并與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1242發(fā)生波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束會(huì)被第一分光濾片反射，并朝向投影鏡頭10的方向傳遞。
[0056]再參閱圖1，第二分光濾片128位于第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122及投射鏡頭10之間，并位于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束的傳遞路徑上。第二分光濾片128可供具有特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)通過(guò)，并反射具有另一特定波長(zhǎng)的光線(xiàn)。在本實(shí)施方式中，第二分光濾片128會(huì)反射第二光束并供波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束穿透。由上述內(nèi)容可以得知，第二分光濾片128會(huì)反射第二固態(tài)光源發(fā)射器122發(fā)出的第二光束，而波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束可以穿透第二分光濾片128。
[0057]光學(xué)模塊130位于第二分光濾片128及投影鏡頭10之間。光學(xué)模塊130包含一光通道兀件1300、一第一透鏡1302、一第二透鏡1304及一反射鏡1306。光通道兀件1300設(shè)置鄰近于第二分光濾片128，光通道元件1300可為光導(dǎo)管或柱狀透鏡。
[0058]第一透鏡1302位于光通道元件1300及投影鏡頭10之間，第二透鏡1304位于第一透鏡1302及投影鏡頭10之間，反射鏡1306位于第一透鏡1302及第二透鏡1304之間。光學(xué)模塊130主要是用以將第一固態(tài)光源產(chǎn)生器120產(chǎn)生的第一光束經(jīng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模組124后的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換光束及第二固態(tài)光源產(chǎn)生器122產(chǎn)生的第二光束傳遞至空間光調(diào)制模塊132。
[0059]空間光調(diào)制模塊132位于光學(xué)模塊130