[go: up one dir, main page]

TWI460526B - 投影機 - Google Patents

投影機 Download PDF

Info

Publication number
TWI460526B
TWI460526B TW101127549A TW101127549A TWI460526B TW I460526 B TWI460526 B TW I460526B TW 101127549 A TW101127549 A TW 101127549A TW 101127549 A TW101127549 A TW 101127549A TW I460526 B TWI460526 B TW I460526B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
projector
light source
array lens
mirror
Prior art date
Application number
TW101127549A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201405233A (zh
Inventor
Chia Chien Hsu
Original Assignee
Sintai Optical Shenzhen Co Ltd
Asia Optical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sintai Optical Shenzhen Co Ltd, Asia Optical Co Inc filed Critical Sintai Optical Shenzhen Co Ltd
Priority to TW101127549A priority Critical patent/TWI460526B/zh
Priority to US13/917,741 priority patent/US9081191B2/en
Publication of TW201405233A publication Critical patent/TW201405233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI460526B publication Critical patent/TWI460526B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G02B27/0961—Lens arrays
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013—Plural light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10—Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3197—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using light modulating optical valves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

投影機
本發明係有關於一種體積小、光學效能佳的投影機。
目前市場上已出現內含微型投影機的電子產品(例如手機、相機、筆記型電腦等)。為了要安裝在電子產品上，所以投影機體積有大小的限制，投影機的體積愈小，可以搭配的電子產品愈多，但是縮小投影機體積通常伴隨的是犧牲其光學效能，如何能減小投影機體積同時又維持現有的光學效能，已成為重要的課題。
本發明為了解決上述問題而提供一種投影機，藉由調整聚光鏡的有效焦距以及陣列透鏡的厚度，來維持投影機的光學效能，同時又能達到減小投影機體積之目的。
本發明之投影機包括一照明系統以及一成像系統。照明系統包括一光源模組、一陣列透鏡、一聚光鏡以及一顯示面板，其中光源模組產生光，經陣列透鏡而均勻分散，然後由聚光鏡匯聚，再經顯示面板反射而得到一影像光，再藉由成像系統將影像光投射出去。其中 聚光鏡的有效焦距大致上等於照明系統的焦比乘以陣列透鏡的厚度。
其中，聚光鏡的有效焦距可為8.25mm-19.2mm。
為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
請參閱第1圖，第1圖係依據本發明之投影機的示意圖。本發明之投影機2包括一照明系統22以及一成像系統21，分述如下：照明系統22包括一光源模組221、221’、複數個準直透鏡222、一光源合成器223、一陣列透鏡224、一反射鏡225、一聚光鏡226、一偏振分光鏡227、以及一顯示面板228。其中，光源模組包括一第一光源221(例如綠色發光二極體LED)以及一第二光源221’(例如一紅色發光二極體以及一藍色發光二極體)，用於產生不同顏色的發散光，經準直透鏡222變成平行光束，光源合成器223設置在平行光束的交會路徑上，將平行光束合成後射向陣列透鏡224，陣列透鏡224包括至少3×5個球面或非球面的微小雙凸透鏡，用於將光線均勻分散，經反射鏡225反射至聚光鏡226加以匯聚，然後射至偏振分光鏡227，偏振分光鏡從光線中分離出特定 方向的偏振光並投射至顯示面板228，再由顯示面板228加入圖像信息而得到一影像光，之後進入成像系統21。
成像系統21包括複數個鏡片，由照明系統22產生的影像光經過這些鏡片後，即可投射至屏幕(未圖示)上。
成像系統21的焦比(F/#)和照明系統22的焦比(F/#)要匹配，這樣照明系統22產生的影像光才能全部被成像系統21所利用。
一個光學系統中的焦比(F/#)(或稱光圈)可以下列式子表示：F/#=EFL/D (1)
其中EFL為有效焦距(Effective Focus Length)，D為通光孔徑(Diameter of Clear Aperture)。
請參閱第2圖，第2圖用於說明本發明投影機之設計原理。如前所述，在照明系統22中，光線經過陣列透鏡224及聚光鏡226後投射至顯示面板228，由第2圖可看出，通光孔徑D等於陣列透鏡224的厚度，因此上述第(1)式可改寫如下：F/#照明系統 =EFL聚光鏡 /T陣列透鏡 或者是EFL聚光鏡 =F/#照明系統 ×T陣列透鏡 (2) 其中EFL聚光鏡 代表聚光鏡226的有效焦距，F/#照明系統 代表照明系統22的焦比，T陣列透鏡 代表陣列透鏡224的厚度。
因此在已知照明系統22焦比F/#照明系統 以及陣列透鏡224的厚度T陣列透鏡 的情況下，將可利用第(2)式計算出聚光鏡226的有效焦距EFL聚光鏡 。舉例而言，實務上照明系統22的焦比F/#照明系統 通常介於1.5-2.4之間，而陣列透鏡224的厚度T陣列透鏡 介於5.5mm-8mm之間，據此可計算出聚光鏡226的有效焦距EFL聚光鏡 須限制在8.25mm-19.2mm之間。
一旦計算出聚光鏡226的有效焦距EFL聚光鏡 ，即可進行設計而得到光學效能最佳且體積最小的微型投影機。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2‧‧‧投影機
21‧‧‧成像系統
22‧‧‧照明系統
221‧‧‧光源模組
222‧‧‧準直透鏡
223‧‧‧光源合成器
224‧‧‧陣列透鏡
225‧‧‧反射鏡
226‧‧‧聚光鏡
227‧‧‧偏振分光鏡
228‧‧‧顯示面板
第1圖係依據本發明之投影機的示意圖。
第2圖用於說明本發明投影機之設計原理。
224‧‧‧陣列透鏡
226‧‧‧聚光鏡
228‧‧‧顯示面板

Claims (10)

  1. 一種投影機，包括：一照明系統，包括一光源模組、一陣列透鏡、一聚光鏡以及一顯示面板，該光源模組產生光，經該陣列透鏡而均勻分散，然後由該聚光鏡匯聚，再經該顯示面板反射而得到一影像光，其中該聚光鏡的有效焦距大致上等於該照明系統的焦比乘以該陣列透鏡的厚度；一成像系統，將該影像光投射出去。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該聚光鏡的有效焦距為8.25mm-19.2mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該光源模組包括一第一光源以及一第二光源。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之投影機，其中該第一光源包括一綠色發光二極體，該第二光源包括一紅色發光二極體以及一藍色發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之投影機，其更包括複數個準直透鏡，使該第一光源以及該第二光源產生的光變成平行光束。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之投影機，其更包括一光源合成器，將該等平行光束加以合成後射至該陣列透鏡。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影機，其中該光 源合成器設置在該等平行光束交會的路徑上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其中該陣列透鏡包括3×5個球面或非球面的微小雙凸透鏡。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其更包括一反射鏡，將通過該陣列透鏡的光反射至該聚光鏡。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之投影機，其更包括一偏振分光鏡，接收經過該聚光鏡的光，然後從該光中分離出一特定方向的偏振光並投射至該顯示面板。
TW101127549A 2012-07-31 2012-07-31 投影機 TWI460526B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101127549A TWI460526B (zh) 2012-07-31 2012-07-31 投影機
US13/917,741 US9081191B2 (en) 2012-07-31 2013-06-14 Compact projector with high optical performance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101127549A TWI460526B (zh) 2012-07-31 2012-07-31 投影機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201405233A TW201405233A (zh) 2014-02-01
TWI460526B true TWI460526B (zh) 2014-11-11

Family

ID=50025176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101127549A TWI460526B (zh) 2012-07-31 2012-07-31 投影機

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9081191B2 (zh)
TW (1) TWI460526B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200914979A (en) * 2007-09-21 2009-04-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Projector
TWM385719U (en) * 2010-02-09 2010-08-01 Cordic Technology Co Ltd Miniature projector structure
CN101855902A (zh) * 2007-09-25 2010-10-06 以克斯普雷有限公司 微投影仪
TW201219825A (en) * 2010-11-09 2012-05-16 Asia Optical Co Inc composed of two lens groups to achieve variable focus with small volume and high optical efficiency
TW201226976A (en) * 2010-12-28 2012-07-01 Asia Optical Co Inc Micro-projection lens

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988066A (en) * 1974-01-12 1976-10-26 Canon Kabushiki Kaisha Light exposure apparatus for printing
JP2001343706A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Sony Corp 映像表示装置
JP2002148603A (ja) * 2000-11-10 2002-05-22 Sony Corp 液晶表示素子および投射型液晶表示装置
US6594090B2 (en) * 2001-08-27 2003-07-15 Eastman Kodak Company Laser projection display system
US7095568B2 (en) * 2003-12-19 2006-08-22 Victor Company Of Japan, Limited Image display apparatus
JP2009122455A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Funai Electric Co Ltd 画像表示装置
US20110234985A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Alcatel-Lucent Usa Inc. Despeckling laser-image-projection system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200914979A (en) * 2007-09-21 2009-04-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Projector
CN101855902A (zh) * 2007-09-25 2010-10-06 以克斯普雷有限公司 微投影仪
TWM385719U (en) * 2010-02-09 2010-08-01 Cordic Technology Co Ltd Miniature projector structure
TW201219825A (en) * 2010-11-09 2012-05-16 Asia Optical Co Inc composed of two lens groups to achieve variable focus with small volume and high optical efficiency
TW201226976A (en) * 2010-12-28 2012-07-01 Asia Optical Co Inc Micro-projection lens

Also Published As

Publication number Publication date
US9081191B2 (en) 2015-07-14
US20140036234A1 (en) 2014-02-06
TW201405233A (zh) 2014-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080055550A1 (en) Microprojector
US8562152B2 (en) Collimator lens unit with aspheric surfaces for imparting a luminous flux density distribution
TWI694297B (zh) 投影裝置
JP2004133430A (ja) 表示素子、表示装置、及びマイクロレンズアレイ
US9039185B2 (en) LCOS projection system having beam recycling module with total internal reflecting prism
US20130258216A1 (en) Pico projection light system
US20110317395A1 (en) Optical system for liquid crystal on silicon projector
KR20140003060A (ko) 프로젝터 모듈
CN111837073A (zh) 图像显示设备
CN102591020B (zh) 投影系统
US8827457B2 (en) Projector
CN102455513B (zh) 具有光线回收结构的投影装置
US20140118707A1 (en) Illumination optical system and projection-type display apparatus
TWI460526B (zh) 投影機
TW202111391A (zh) 雷射光學投影模組及包含其之穿戴裝置
WO2011162321A1 (ja) 照明装置及びプロジェクタ
US20120002174A1 (en) Light source system of pico projector
JP5268428B2 (ja) 照明光学系及び画像投射装置
CN113641068B (zh) 照明装置和激光投影设备
TW202409654A (zh) 投影裝置
CN101939702B (zh) 照明光学系统和图像投影装置
KR101091236B1 (ko) 프로젝터 광학계
JP5178180B2 (ja) 偏光光学系および投射型液晶表示装置
CN100538507C (zh) 照明系统与投影系统
TWI442097B (zh) 用於一投影裝置之極化轉換元件組及投影裝置