[发明专利]用于数字光处理投影装置的光处理结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于数字光处理(DLP)投影装置的光处理结构，且特别涉及一种用于多个数字微镜装置(DMD)架构的DLP投影装置中的光处理结构。

背景技术

图1为台湾第93101928号专利申请案的数字光学处理投影装置的示意图。该案由本案申请人于2004年1月29日提出申请。该数字光学处理投影装置主要由合光模块(Coupling Module)200、光源300、分光模块(Splitting Module)400、三个数字微镜装置500R、500G、500B，以及投影物镜(Project Lens)600所构成。

光源300发出光线W经积分柱(Integration Rod)310至分光模块400。分光模块400将光线W分为三原色光红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)。双向分光镜402及404将色光R、G与B分开。各色光R、G、B通过汇聚透镜(Condenser Lens)406、408及410，反射镜412、414、416、418、420及422入射至合光模块200。色光B反射至入射面242a，色光G反射至入射面232a。各色光R、G、B分别通过内部全反射棱镜(Total InternalReflection Prism；TIR Prism)220a、230a、240a中的空气间隙反射至数字微镜装置500R、500G、500B，再被反射而直接穿透内部全反射棱镜220a、230a、240a。投影物镜600配置于合光模块200之后的各色光R、G、B的光路径上。后焦(Back Focal Length)550则为数字光学处理投影装置的后焦。

由于光是电磁波的一种，具有光波偏振的性质。就光学理论而言，光可分为二偏振向量。于此，定义光线行进方向与反射平面的法线构成的平面法线方向为”S偏振方向”，而光线行进方向与反射平面的法线构成的平面方向为”P偏振方向”。光的振动则依S偏振方向及P偏振方向，分为S偏振光及P偏振光。当此S偏振光及P偏振光通过分光模块或合光模块内的分光镀膜时，若非以垂直角度入射(称为零度入射)，则S、P偏振光将具有波长飘移量，且入射角度愈大，波长飘移量愈大。

公知技术所存在的问题之一为，前述S、P偏振光于分光时的波长飘移量与S、P偏振光于合光时的波长飘移量，二者不同所致。详言之。当不同的色光通过分光模块400时S、P偏振光的波长飘移量，与色光通过合光模块200时的波长飘移量不一致，而有光损耗(Light Loss)的情况发生。光损耗的情形一旦发生，将造成投影物镜成像时的影像光度不足，影响观赏画面的质量。

公知技术所存在的另一问题为传统三片DMD式的DLP投影装置中，其合光模块乃由交叉分色棱镜(X-Prism)配合三组内部全反射棱镜组合而成，故棱镜的体积较大，棱镜的重量较重，因此价格也较贵。此外，还有公知技术发展出两片式的DLP投影装置(未绘示)，此系统采用色轮作为三原色中二色的分色系统，再以一个Philip棱镜加TIR棱镜的组合总成做为分光和合光系统。此系统由于使用分光棱镜同时作为分光及合光之用，故棱镜的体积较大、重量亦重，所需要的投影物镜的后焦也较长，对镜头的设计困难度加大。

综上所述，实有必要针对前述DLP投影装置中分光与合光的光处理结构重新设计，以符合组装更容易、体积更小、重量更轻、色彩更饱和等需求，以提升产品质量。

发明内容

本发明的一个目的，为提供一种用于数字光处理(DLP)投影装置的光处理结构，其中该DLP投影装置使用分光镜和色轮做为分光系统，再利用由两个三角棱镜所组成的合光棱镜组作为合光系统。由于该合光棱镜组的体积小，其所需要投影物镜的镜头后焦较短，可以降低镜头的设计负担，重量轻且价格便宜。

本发明之另一目的，为提供一种用于数字光处(DLP)投影装置之光处理结构，其中合光棱镜中三角棱镜的角度设计与配合的光学镀膜，可以使分光与合光时S、P偏振光的波长飘移量趋于一致，因此可以抑制光耗损现象，提高投影影像质量。

为达到上述目的，本发明所披露的一种用于数字光处理投影装置的光处理结构，其中该DLP投影装置包含多个数字微镜装置，该光处理结构包含分光架构、反射架构以及合光架构。其中分光架构包含至少一个分光组件，用以将主入射光分离为多个次入射光。反射架构包含多个光反射组件，分别接收该多个次入射光，并将之反射至该多个DMD上。合光架构包含合光棱镜组，具有两个三角棱镜，各该三角棱镜的其中一个斜面互相邻接，接收自该多个DMD上处理后的该多个次入射光，加以耦合并向外传送至投影透镜而成像。