[发明专利]多光源投影装置及其合光模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学投影装置，更详细来说，是涉及一种具有多光源的投影装置及其合光模块。

背景技术

现今投影装置产品非常多元，举凡数字式光处理投影装置(DLP)、液晶投影装置(LCD)以及反射式单晶硅(LCOS)投影装置等，皆各自提供给不同的消费群体。以目前市面上常见的数字式光处理投影装置(DLP)为例，DLP投影装置以微机电系统(MEMS)为技术基础，配合采用德州仪器公司(TI)开发的DMD芯片(digital micromirror device)，构成该投影装置的主要构架。一般而言，DLP投影装置的成像原理为光线自光源射出后，即通过色轮(color wheel)进行分色，一般将颜色细分为绿、蓝以及红色后，进入光机，通过光导管将光线整合后，再进入DMD芯片，通过DMD芯片接收图像输入信号，使其上细微的镜片偏转，将正确的光线及图像投射进入镜头，最后通过镜头的投影方向，将图像呈现在荧幕上。相较于其他原理制造的投影装置，DLP投影装置具有高亮度、色彩重现性正确、高对比、可使机身迷你轻巧化等优点。

由于DLP投影装置在画面表现上的优异，因此各家厂商无不重视于DLP投影装置及其周边配合组件的开发研究，以达到尽善尽美的投影效果。一般而言，应用DLP投影装置作为图像显示工具时，因其必须具有高亮度、可投射画面大等特色，因此于DLP投影装置中，采用双光源的合光系统，以提高其图像亮度，有其必要。

如前所述(参照图1)，典型的单光源投影光机构架中，光源11所投射出的光束，会先经过色轮15的分色后，再进入光导管14中，将所分色的光线均匀化后送出至光机10的后端，进行图像处理后，再由镜头16将图像朝投影方向17发射出。其中，该经过色轮15的光束，必需是单一光束，方可进行分色。

因此如图2所示的双光源11，12，其所产生的双光束，必须先经过适当的合光机制，合成单一光束后，才能穿过色轮，送入单一光导管，否则即需预设多个不同的光导管，以分别接收不同光源所产生的多光束；此种状况下，因多光束尚未耦合，将导致色轮的分色动作不得先光导管的光线均匀化动作进行，故机构的配置上，色轮便需置于光导管的后端，使光束先进入光导管，将已均匀化的光线使用某种机制耦合后，再行分色。故图1的单光源构架与图2的双光源构架，因光导管14与色轮15间的相对位置不同，故二者不可能共用光机10。

再以三角棱镜13的合光元件为例，若欲采用双光源11，12构架，使双光束通过棱镜13后，得合为较趋近于单一光束的光束，使其先通过色轮，则上述这些光源所发射出的光束，势必通过接近三角棱镜13的顶点131，方能克竟其功；此状况若不将光源内移，则必需将三角棱镜13外移一段距离，若再加上容置色轮15的空间，则合光后原本强度即已减损的单一光束，再进入色轮15前，尚必需经历该段距离，势必使得合光后的强度进一步减损，无异破坏合光效率，使图像亮度及色彩皆受到影响。

通常使用于DLP投影装置的双光源11，12为椭球灯，一般业界所采用的椭球灯，因发出强光所产生的高热，会因空气浮力而上移至两个电极之间的上方，而形成高热区，为确保椭球灯的电极寿命，厂商通常会要求使用者在使用中，不得将椭球灯进行上、下仰、俯角度超过20度之调整，以避免电极部分处于该高热区，而遭高温破坏。如图2所示的安排，两相对椭球灯的灯芯所在连接线，与镜头16的图像投射方向17实质上平行，此状况无异是当镜头16依使用者的投影需要，而向上或向下调整超过20度，即很容易导致双椭球灯的其中之一，超过该安全的临界状态，此也为现有技术所潜在的一项严重瑕疵。

承上所述，为了发挥DLP投影装置中双灯合光的最大效能，与延长光源寿命等目的，实有必要构建一种投影装置及其合光模块，通用于单灯、双灯甚至多光源投影系统中。

发明内容

本发明之一目的，在于提供一种多光源投影装置，包含：光线输入区域；光导管(light tunnel)、色轮、合光模块及多光源，皆设于该光线输入区域，该多光源投射出多光束，通过该合光模块后，依序通过该色轮及该光导管；其中该合光模块，包含合光装置，聚光装置及反射装置；且该反射装置可转折光束方向，使该多光源的中心的连接线实质上垂直于光的图像投影方向。

本发明的另一目的，在于提供一种用于多光源投影装置中的合光模块，该多光源投影装置包含光线输入区域；光导管、色轮、合光模块及多光源，皆设于该光线输入区域上，该多光源投射出多光束，通过该合光模块后，依序通过该色轮及该光导管；该合光模块包含合光装置，聚光装置及反射装置；且该反射装置可转折光束方向，使该多光源的中心的连接线实质上垂直于光的图像投影方向。