[发明专利]光学引擎及具有该光学引擎的投影装置

说明书

技术领域

本发明关于一种光学引擎，尤其涉及一种适于装置于光学投影装置中，可减小凹面镜与镜头后群干涉并用来产生光学影像的光学引擎。

背景技术

对于光学投影装置而言，其所投射的光学影像的品质与光学投影装置内的光学引擎的设计息息相关。为了能获得较佳的影响品质，光学引擎于设计上必须能够兼顾光源的亮度、均匀度与使用效率，且光线在光学引擎内的各透镜或棱镜间行进时，更应避免光线遭受扭曲导致影响失真、或是光线衰弱所造成的影像模糊或对比度降低。

请参见图1，图1所示为现有技术中的投影光学系统的示意图。现有技术中，投影装置的光学引擎1包括光源模组2、反射镜3、凹面镜4、数位微镜片装置DMD(Digital Micromirror Device)5以及投影镜头组6，其中投影镜头组6包括镜头以及镜头后群，镜头后群由多个透镜及光圈组成。光源模组2用以产生朝向预定方向行进的光线N，反射镜3接收光源模组2的光线N并加以反射，凹面镜4设置于反射镜3的一侧，凹面镜4将反射镜3所反射的光线N加以折向，DMD5接收来自凹面镜4的光线。DMD是由“数以百万计的极微小镜子阵列”所组成，投影灯光从前侧面照射到DMD上，通过改变DMD上每个“镜子”的倾斜角度来得到不同强度的反射光从而进行显象。投影镜头组6位于DMD5的一侧，接收来自凹面镜4并经DMD5反射后的光线N，并成像于外界投影面。现有技术中，光学引擎1均是使用2θ角度的入射光路以配合θ角度翻转的DMD，即光线N会以b＝2θ的角度入射到DMD5上，DMD5再将光线N以2θ的角度投射到投影镜头组6上。但上述光学引擎会导致凹面镜4与投影镜头组6的镜头后群发生干涉，为避免凹面镜4与镜头后群发生干涉，一般皆需使用后群较小的投影镜头组，以防止凹面镜4与镜头干涉，但也因此使得镜头光圈系数F值(其与镜头焦距相关)无法加快。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种光学引擎及具有该光学引擎的投影装置，通过使入射至DMD的光线入射角与经DMD反射投射至投影镜头组的光线角度偏差Δθ，藉以改善投影镜头组与凹面镜的干涉情形，减少画面漏光情形，也可以加大镜头后群尺寸，加快镜头F值以提高亮度。

为达上述目的，本发明提供一种光学引擎，光学引擎包括光源模组、反射镜、凹面镜、偏转角度为第二角度的数位微镜元件以及投影镜头组。光源模组用以产生朝向预定方向行进的光线；反射镜接收该光源模组的该光线并加以反射；凹面镜设置于该反射镜的一侧，该凹面镜接收该反射镜所反射的该光线并加以反射；数位微镜元件位于第一位置，并接收来自该凹面镜所反射的该光线，且该凹面镜将该光线以第一角度入射至该数位微镜元件；投影镜头组位于该数位微镜元件的一侧，接收来自该凹面镜并经该数位微镜元件反射后的该光线，并成像于外界投影面，且该数位微镜元件将该光线以该第三角度投射至该投影镜头组；其中该第一角度大于该第三角度，且该第三角度等于该第二角度的两倍。

进一步地，该光源模组包括光源以及镜头前群，光源用以产生该光线；镜头前群包括多个透镜，并对该光线加以聚集。

进一步地，当该光源位于第二位置，该光线以该第三角度入射至该数位微镜元件；当该光源位于第三位置，该光线以该第一角度入射至该数位微镜元件。

进一步地，以平行于该数位微镜元件并背向该光源的方向为第三方向，以垂直于该数位微镜元件并朝向该凹面镜的方向为第二方向，该第三位置为该第二位置相对该第一位置朝该第三方向偏移第一距离，并同时朝第二方向偏移第二距离。

进一步地，第一距离为0.4mm，该第二距离为1mm。

进一步地，当该凹面镜位于第四位置，该光线以该第三角度入射至该数位微镜元件；当该凹面镜位于第五位置，该光线以该第一角度入射至该数位微镜元件。

进一步地，以平行于该数位微镜元件并朝向该光源的方向为第一方向，以垂直于该数位微镜元件并背向该凹面镜的方向为第四方向，该第五位置为该第四位置相对该第一位置在该第一方向偏心第三距离，并同时在该第四方向偏心第四距离。

进一步地，该第三距离为9mm，该第四距离为3mm。

进一步地，该投影镜头组还包括镜头后群，对投射至该投影镜头组的该光线加以聚焦以供成像于外界投影面。

进一步地，该镜头后群还包括多个透镜以及光圈。

本发明还提供一种投影装置，该投影装置包括如上所述的光学引擎、电路板模组、操作界面模组以及外壳体。电路板模组连接该光学引擎用以控制该光学引擎的作动；操作界面模组连接该电路板模组，以供操作投影装置；外壳体用以容置该光学引擎、电路板模组以及操作界面模组。