发明名称 投影显示器光学系统及其投影方法
摘要 一种投影显示器光学系统,包含一光源、一光路切换装置及一棱镜组。棱镜组设置于光路切换装置与一投影装置之间;光路切换装置上包含有一由复数微反射镜所构成之微反射镜阵列;棱镜组形成至少二间隙,使进入棱镜组之光线于所遭遇之第一个棱镜与间隙之界面处产生全反射而进入光路切换装置。藉由调变每一微反射镜之镜面倾角,当微反射镜处于亮态模式时,经微反射镜反射后之光线直接通过棱镜组并进入投影装置;当微反射镜处于暗态模式时,经微反射镜反射后之光线于所遭遇之第一个棱镜与间隙之界面处产生全反射而无法进入投影装置。
申请公布号 TWI221932 申请公布日期 2004.10.11
申请号 TW092120244 申请日期 2003.07.24
申请人 台达电子工业股份有限公司 发明人 张绍雄;黄郁湘
分类号 G02B27/18 主分类号 G02B27/18
代理机构 代理人 周良吉 新竹市东大路一段一一八号十楼;洪兰心 新竹市东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种投影显示器光学系统,包含:一光源,用以产生一光线;一光路切换装置,用以接收该光线且具有将该光线反射至不同光路之复数个切换模式,该复数个切换模式其中之一第一模式系将该光线反射并进入至一投影装置且一第二模式系将该光线反射并偏离该投影装置;及一棱镜组,设置于该光路切换装置与该投影装置之间,其包含一第一棱镜、一第二棱镜及一第三棱镜,该第一棱镜与该第二棱镜间形成有一第一间隙,该第一棱镜与该第三棱镜间形成有一第二间隙;其中该光线系以经全反射方式进入该光路切换装置,且于该光路切换装置之该第一模式下将该反射光线依序通过该第一间隙及该第二间隙并进入该投影装置,于该第二模式下将该反射光线于该第一间隙与棱镜之界面发生全反射而偏离进入该投影装置之行进方向。2.如申请专利范围第1项之投影显示器光学系统,其中于该第二模式下于该第一间隙与棱镜之界面发生全反射之该光线,于最邻近该光路切换装置之棱镜内表面发生全反射。3.如申请专利范围第2项之投影显示器光学系统,更包含一光吸收物质设置于该光线于该棱镜之该内表面发生全反射后之行进光路径。4.如申请专利范围第3项之投影显示器光学系统,其中该光吸收物质系为涂布于一棱镜表面之光吸收层。5.如申请专利范围第1项之投影显示器光学系统,其中该光路切换装置表面形成有由复数微反射镜构成之一微反射镜阵列(Micro-mirror Array),该光路切换装置系经由该微反射镜阵列接收并反射该光线。6.如申请专利范围第1项之投影显示器光学系统,更包含一光导管(Light Guide)设置于该光源与该棱镜组间,以均匀化该光线。7.如申请专利范围第6项之投影显示器光学系统,更包含一中继透镜(Relay Lens)设置于该光导管与该棱镜组间,以将该均匀化光线投射至该光路切换装置。8.一种投影显示器光学系统,包含:一光源,用以产生一光线;一光路切换装置,用以接收该光线且具有将该光线反射至不同光路之复数个切换模式,该复数个切换模式其中之一第一模式系将该光线反射并进入至一投影装置且一第二模式系将该光线反射并偏离该投影装置;及一棱镜组,设置于该光路切换装置与该投影装置之间,其包含该光线进入该棱镜组首先遭遇之一第一棱镜、该光线经该光路切换装置反射后首先遭遇之一第二棱镜及该入射光进入该投影装置前最后遭遇之一第三棱镜,该第一棱镜与该第二棱镜间形成有一第一间隙且该第一棱镜与该第三棱镜间形成有一第二间隙;其中该光线系以于该第二间隙与该第一棱镜之界面产生全反射方式入射至该光路切换装置,且于该光路切换装置之该第一模式下将该光线反射依序通过该第一间隙及该第二间隙并进入一投影装置,于该第二模式下将该光线反射并于该第一间隙与该第二棱镜之界面发生全反射而偏离进入该投影装置之行进方向。9.如申请专利范围第8项之投影显示器光学系统,其中于该第二模式下于该第一间隙与该第二棱镜之界面发生全反射之该光线,并于该第二棱镜最邻近该光路切换装置之内表面发生全反射。10.如申请专利范围第9项之投影显示器光学系统,更包含一光吸收物质设置于该入射光于该第二棱镜之该内表面发生全反射后之行进光路径。11.如申请专利范围第10项之投影显示器光学系统,其中该光吸收物质系为涂布于该第二棱镜表面之一光吸收层。12.如申请专利范围第8项之投影显示器光学系统,其中该光路切换装置表面形成有由复数微反射镜构成之一微反射镜阵列,该光路切换装置系经由该微反射镜阵列接收并反射该光线。13.如申请专利范围第8项之投影显示器光学系统,更包含一光导管设置于该光源与该棱镜组间,以均匀化该光线。14.如申请专利范围第13项之投影显示器光学系统,更包含一中继透镜设置于该光导管与该棱镜组间,以将该均匀化光线投射至该光路切换装置。15.如申请专利范围第8项之投影显示器光学系统,其中该第一棱镜之一内表面系形成为一反射面,以变化该光线进入该第二间隙与该第一棱镜界面前之光路。16.一种投影显示器光学系统之投影方法,包含如下步骤:将一光源发出之光线引导至一光路切换装置;于该光路切换装置与一投影装置之间设置一棱镜组,该棱镜组包含于每两相邻棱镜间形成有一间隙之复数个棱镜,且配置使进入该棱镜组之光线于所遭遇之第一个棱镜与间隙之界面处发生全反射并进入该光路切换装置;及利用该光路切换装置之复数个切换模式将进入该光路切换装置之该入射光切换至不同光路,其中之一切换模式系将经该光路切换装置反射后之光线直接通过该棱镜组并进入该投影装置,另一切换模式系将经该光路切换装置反射后之光线于所遭遇之第一个棱镜与间隙之界面处发生全反射而偏离该投影装置。17.如申请专利范围第16项之投影显示器光学系统之投影方法,其中于该另一切换模式下,该棱镜组系设置使经该光路切换装置反射后之光线于所遭遇之第一个棱镜与间隙之界面处产生全反射后,再于最邻近该光路切换装置之一棱镜内表面发生全反射。18.如申请专利范围第17项之投影显示器光学系统之投影方法,更包含设置一光吸收物质以吸收于该棱镜之该内表面发生全反射后之该入射光之步骤。19.如申请专利范围第16项之投影显示器光学系统之投影方法,其中该光路切换装置表面包含一由复数微反射镜所形成之微反射镜阵列,该光路切换装置系藉由调整该微反射镜阵列之每一微反射镜之镜面倾角以形成不同之切换模式。20.如申请专利范围第16项之投影显示器光学系统之投影方法,其中当该入射光进入该棱镜组时,系先由所遭遇之第一个棱镜之一内表面所形成之反射面反射后再于该棱镜与该间隙之界面处发生全反射。图式简单说明:图1为一习知投影显示器光学系统之示意图。图2A及图2B为一投影显示器光学系统示意图,显示习知全内反射棱镜设计之另一实施例。图3为依本发明之一实施例,显示一投影显示器光学系统之示意图。图4A及图4B为依本发明之一实施例,显示入射光进入棱镜组后之光路示意图,图4A显示亮态模式下之光路,图4B显示暗态模式下之光路。图5为依本发明设计之棱镜组与习知技术比较之制作实例。图6为一示意图,显示本发明棱镜组设计之一变化例。
地址 桃园县龟山乡兴邦路三十一之一号