发明名称 混光装置以及应用该混光装置之小型投影系统
摘要
申请公布号 TWM420736 申请公布日期 2012.01.11
申请号 TW100205336 申请日期 2011.03.25
申请人 阿贝光电科技有限公司 发明人 黄旭华
分类号 G03B21/00 主分类号 G03B21/00
代理机构 代理人 陈志明 台北市内湖区瑞光路669号
主权项 一种混光装置,用以提供光源予一显示元件,包括:一光管结构;复数个发光单元;其中,任一发光单元用以输出一光束,且由该复数个发光单元所输出之复数个光束系于该光管结构内进行数次反射或散射后而彼此相互混合;一反射式偏极片,设置于该光管结构之一出口端,用以让混合后之该些光束中之P偏极光穿透,并让混合后之该些光束中之S偏极光反射回该光管结构内以再次进行数次反射或散射;以及一微透镜组,设置于该光管结构与该反射式偏极片之间,且用以增加混合后之该些光束的乱度。如申请专利范围第1项所述之混光装置,系应用于一小型投影装置。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该复数个发光单元设置于该光管结构之一光源放置端,且该光管结构系呈一封闭式状态。如申请专利范围第3项所述之混光装置,其中该光管结构之该光源放置端之面积小于或等于该出口端之面积。如申请专利范围第3项所述之混光装置,其中该光管结构之该光源放置端与该出口端皆呈矩形,或该光管结构之该光源放置端与该出口端皆呈圆形,或该光管结构之该光源放置端与该出口端中之任一者呈矩形,而另一者呈圆形。如申请专利范围第1项所述之混光装置,更包括一1/4波长片,其设置于该光管结构与该微透镜组之间,以使被该反射式偏极片反射之该些光束中的S偏极光的一部分转换为一P偏极光。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该光管结构之内壁表面系由一高反射率材质所制成。如申请专利范围第7项所述之混光装置,其中该高反射率材质系为一微发泡反射板(MCPET)、一镀膜反射镜或一白色高散射材料。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该反射式偏极片系为一奈米级(nano-scale)之线阵列薄膜。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该微透镜组系包括另一复数个微透镜,且该些微透镜系呈阵列排列。如申请专利范围第10项所述之混光装置,其中该微透镜组中之任一该微透镜系为一平凸透镜、一双凸透镜、一凹凸透镜、一平凹透镜、一双凹透镜或一凸凹透镜。如申请专利范围第10项所述之混光装置,其中该微透镜组系包括至少二个排列成一一维阵列之直条状透镜以及至少二个排列成一另一一维阵列之横条状透镜。如申请专利范围第10项所述之混光装置,其中该些微透镜系排列成一一维阵列,其中任一该微透镜呈一条状,且该些微透镜之排列方向相同于该些发光单元之排列方向。如申请专利范围第10项所述之混光装置,其中于该些发光单元呈不规则型态排列时,该些微透镜系排列成一二维阵列。如申请专利范围第14项所述之混光装置,其中该些微透镜中之任一该微透镜呈方形或圆形。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之至少二个发光单元所输出之该些光束不具有相同之颜色,或该些发光单元中之至少二个发光单元所输出之该些光束具有相同之颜色,但不具有相同之亮度。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光单元系为由6个排列成一2x3阵列之发光二极体晶片所组成。如申请专利范围第17项所述之混光装置,其中该些发光二极体晶片包括二个分别设置于该2x3阵列之两侧并用以输出红色光束的发光二极体晶片、三个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及单一个设置于该2x3阵列之中间并用以输出蓝色光束的发光二极体晶片,且任二相邻之该些发光二极体晶片所输出之该些光束不具有相同之颜色。如申请专利范围第18项所述之混光装置,其中该些用以输出红色光束的发光二极体晶片系串联连结或并联连结,而该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片系串联连结或并联连结。如申请专利范围第17项所述之混光装置,其中该些发光二极体晶片包括两个分别设置于该2x3阵列之两侧并用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、三个用以输出绿色光束的发光单元以及单一个设置于该2x3阵列之中间并用以输出红色光束的发光二极体晶片,且任二相邻之该些发光二极体晶片所输出之该些光束不具有相同之颜色。如申请专利范围第20项所述之混光装置,其中该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片系串联连结或并联连结,而该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片系串联连结或并联连结。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光单元系为由8个排列成一2x4阵列之发光二极体晶片所组成。如申请专利范围第22项所述之混光装置,其中该些发光二极体晶片包括二个分别设置于该2x4阵列之两侧并用以输出红色光束的发光二极体晶片、四个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及二个设置于该2x4阵列之中间两行并用以输出蓝色光束的发光二极体晶片,且任二相邻之该些发光二极体晶片所输出之该些光束不具有相同之颜色。如申请专利范围第22项所述之混光装置,其中该些发光二极体晶片包括二个分别设置于该2x4阵列之两侧并用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、四个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及二个设置于该2x4阵列之中间两行并用以输出红色光束的发光二极体晶片,且任二相邻之该些发光二极体晶片所输出之该些光束不具有相同之颜色。如申请专利范围第22项所述之混光装置,其中该2x4阵列系由二个相同之2x2阵列并排组成,任一该2x2阵列包括一个用以输出红色光束的发光二极体晶片、一个用以输出蓝色光束的发光二极体晶片以及二个用以输出绿色光束的发光二极体晶片,且任二相邻之该些发光二极体晶片所输出之该些光束不具有相同之颜色。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括三个用以输出蓝色光束的发光单元、三个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及三个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片排列成一3x3阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第1行、第2列第2行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第3行、第2列第1行以及第3列第2行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第2行、第2列第3行以及第3列第1行。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括四个用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、四个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及四个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片排列成一3x4阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第1行、第1列第4行、第2列第2行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第3行、第2列第1行、第2列第4行以及第3列第2行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第2行、第2列第3行、第3列第1行以及第3列第4行。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括五个用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、五个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及五个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光单元排列成一3x5阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第1行、第1列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第3行、第2列第1行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第2行、第1列第5行、第2列第3行、第3列第1行以及第3列第4行。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该些发光单元分别于不同的时序中输出该光束。如申请专利范围第1项所述之混光装置,其中该显示元件系为一反射式液晶(LCOS)元件、一数位微型反射镜(DMD)元件或一穿透式液晶(LCD)元件。一种小型投影系统,包括:一显示元件,用以呈现一影像画面;一混光装置,用以提供光源予该显示元件,包括:一光管结构;复数个发光单元,其中任一发光单元用以输出一光束,且由该复数个发光单元所输出之复数个光束系于该光管结构内进行数次反射或散射后而彼此相互混合;一反射式偏极片,设置于该光管结构之一出口端,用以让混合后之该些光束中之P偏极光穿透,并让混合后之该些光束中之S偏极光反射回该光管结构内以再次进行数次反射或散射;以及一微透镜组,设置于该光管结构与该反射式偏极片之间,且用以增加混合后之该些光束的乱度;以及一光学镜头,位于一投射面与该显示元件之间,用以投射该影像画面至该投射面,使该影像画面被放大显示于该投射面上。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该显示元件系为一穿透式液晶(LCD)元件。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,更包括一偏光分离棱镜(PBS),设置于该显示元件、该混光装置以及该光学镜头之间,且该显示元件系为一反射式液晶(LCOS)元件。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,更包括一全内反射棱镜(TIR),设置于该显示元件、该混光装置以及该光学镜头之间,且该显示元件系为一数位微型反射镜(DMD)元件。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该复数个发光单元设置于该光管结构之一光源放置端,且该光管结构系呈一封闭式状态。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该混光装置更包括一1/4波长片,其设置于该光管结构与该微透镜组之间,以使被该反射式偏极片反射之该些光束中的S偏极光的一部分转换为一P偏极光。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该光管结构之内壁表面系由一高反射率材质所制成。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该微透镜组系包括另一复数个微透镜,且该些微透镜系呈阵列排列。如申请专利范围第38项所述之小型投影系统,其中该些微透镜系排列成一一维阵列,其中任一该微透镜呈一柱状,且该些微透镜之排列方向相同于该些发光单元之排列方向。如申请专利范围第38项所述之小型投影系统,其中于该些发光单元呈不规则型态排列时,该些微透镜系排列成一二维阵列。如申请专利范围第40项所述之小型投影系统,其中该些微透镜中之任一该微透镜呈方形或圆形。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之至少二个发光单元所输出之该些光束不具有相同之颜色,或该些发光单元中之至少二个发光单元所输出之该些光束具有相同之颜色,但不具有相同之亮度。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光单元系为由6个排列成一2x3阵列之发光二极体晶片所组成。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光单元系为由8个排列成一2x4阵列之发光二极体晶片所组成。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括三个用以输出蓝色光束的发光单元、三个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及三个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片排列成一3x3阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第1行、第2列第2行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第3行、第2列第1行以及第3列第2行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x3阵列中之第1列第2行、第2列第3行以及第3列第1行。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括四个用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、四个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及四个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片排列成一3x4阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第1行、第1列第4行、第2列第2行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第3行、第2列第1行、第2列第4行以及第3列第2行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x4阵列中之第1列第2行、第2列第3行、第3列第1行以及第3列第4行。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元中之任一发光单元系为一发光二极体晶片,且该些发光二极体晶片包括五个用以输出蓝色光束的发光二极体晶片、五个用以输出绿色光束的发光二极体晶片以及五个用以输出红色光束的发光二极体晶片,且该些发光单元排列成一3x5阵列;其中,该些用以输出蓝色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第1行、第1列第4行、第2列第2行、第2列第5行以及第3列第3行,该些用以输出绿色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第3行、第2列第1行、第2列第4行、第3列第2行以及第3列第5行,而该些用以输出红色光束的发光二极体晶片分别设置于该3x5阵列中之第1列第2行、第1列第5行、第2列第3行、第3列第1行以及第3列第4行。如申请专利范围第31项所述之小型投影系统,其中该些发光单元分别于不同的时序中输出该光束。
地址 新北市新店区中央五街81号4楼