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1、(10)申请公布号 CN 102890396 A (43)申请公布日 2013.01.23 C N 1 0 2 8 9 0 3 9 6 A *CN102890396A* (21)申请号 201110208120.7 (22)申请日 2011.07.19 G03B 21/20(2006.01) G03B 21/14(2006.01) G03B 21/00(2006.01) F21V 5/04(2006.01) F21Y 101/02(2006.01) (71)申请人台达电子工业股份有限公司 地址中国台湾桃园县龟山乡山莺路252号 (72)发明人林宏英 (74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理。
2、 有限公司 11006 代理人徐金国 (54) 发明名称 投影装置及其光源装置 (57) 摘要 本发明提供一种投影装置及其光源装置，光 源装置包含至少一发光二极管、至少一分色镜、集 光器以及复眼透镜。发光二极管用以产生至少一 光线。分色镜与发光二极管相对配置以使光线经 过分色镜时，由分色镜将光线合在同一光路。集光 器与分色镜相对配置以使光线经过集光器时，由 集光器将光线聚集。复眼透镜与集光器相对配置 以使光线经过复眼透镜时，由复眼透镜将光线均 匀化。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说。
3、明书 6 页 附图 3 页 1/2页 2 1.一种光源装置，其特征在于，包含： 至少一发光二极管，用以产生至少一光线； 至少一分色镜，与该发光二极管相对配置以使该光线经过该分色镜时，由该分色镜将 该光线合在同一光路； 一集光器，与该分色镜相对配置以使该光线经过该集光器时，由该集光器将该光线聚 集；以及 一复眼透镜，与该集光器相对配置以使该光线经过该复眼透镜时，由该复眼透镜将该 光线均匀化。 2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该复眼透镜包含： 多个小透镜，当该光线经过该些小透镜时，产生多个影像。 3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，还包含： 一凹透镜，与该复眼透镜相对配置以。
4、使该些影像经过该凹透镜时，由该凹透镜将该影 像重叠于一数字微镜装置上；以及 一集光器组，与该凹透镜相对配置，该集光器组包含一第一集光器与一第二集光器，该 第一集光器与该第二集光器是配置以控制该光源装置的角放大率。 4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，还包含： 一数字微镜装置，与该复眼透镜相对配置；以及 一反式内部全反射棱镜，在同一光路中相对配置于该数字微镜装置之前，以使该光线 经过该反式内部全反射棱镜时，该反式内部全反射棱镜将该光线投射在该数字微镜装置 上，由该数字微镜装置控制以使该光线再度入射该反式内部全反射棱镜，并经由一镜头投 射到一屏幕上。 5.根据权利要求1所述的光源装置，其。
5、特征在于，还包含： 至少一准直镜，在同一光路中相对配置于该分色镜之前，以使该光线经过该准直镜时， 由该准直镜将该光线平行化。 6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该发光二极管包含： 一红色发光二极管、一绿色发光二极管以及一蓝色发光二极管，分别用以产生一红光、 一绿光以及一蓝光。 7.一种投影装置，其特征在于，包含： 至少一发光二极管，用以产生至少一光线； 至少一准直镜，与该发光二极管相对配置以使该光线经过该准直镜时，由该准直镜将 该光线平行化； 至少一分色镜，与该准直镜相对配置以使该光线经过该分色镜时，由该分色镜将该光 线合在同一光路； 一集光器，与该分色镜相对配置以使该光线经过该集。
6、光器时，由该集光器将该光线聚 集； 一复眼透镜，与该集光器相对配置以使该光线经过该复眼透镜时，由该复眼透镜将该 光线均匀化； 一数字微镜装置，与该复眼透镜相对配置； 一反式内部全反射棱镜，在同一光路中相对配置于该数字微镜装置之前，以使该光线 权 利 要 求 书CN 102890396 A 2/2页 3 经过该反式内部全反射棱镜时，该反式内部全反射棱镜将该光线投射在该数字微镜装置 上，由该数字微镜装置控制以使该光线再度入射该反式内部全反射棱镜，并经由一镜头投 射到一屏幕上。 8.根据权利要求7所述的投影装置，其特征在于，该复眼透镜包含： 多个小透镜，当该光线经过该些小透镜时，产生多个影像。 9.。
7、根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，还包含： 一凹透镜，与该复眼透镜相对配置以使该些影像经过该凹透镜时，由该凹透镜将该影 像重叠于该数字微镜装置上；以及 一集光器组，与该凹透镜相对配置，该集光器组包含一第一集光器与一第二集光器，该 第一集光器与该第二集光器是配置以控制该投影装置的角放大率。 10.根据权利要求7所述的投影装置，其特征在于，该发光二极管包含： 一红色发光二极管、一绿色发光二极管以及一蓝色发光二极管，分别用以产生一红光、 一绿光以及一蓝光。 权 利 要 求 书CN 102890396 A 1/6页 4 投影装置及其光源装置 技术领域 0001 本发明是有关于一种显像装置，且特。
8、别是有关于一种投影装置。 背景技术 0002 为缩小采用发光二极管(light emitting diode，LED)的小型投影机的体积，通 常小型投影机会使用复眼透镜(fly eyes)来作为光学组件之一。但是经数字微镜装置 (digital micro device，DMD)反射而进入镜头的光展量(Etendue)小于发光二极管的时 候，经准直镜(collimator)后射入复眼透镜的光线，将无法被复眼透镜完全传递，进而浪 费许多能量 0003 由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改进。为 了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适。
9、用的方 式被发展完成。因此，如何能避免发光二极管所产生的光线无法被有效利用，进而造成能量 浪费的问题，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。 发明内容 0004 本发明内容的一目的是在提供一种投影装置及其光源装置，借以改善发光二极管 所产生的光线无法被有效利用，进而造成能量浪费的问题。 0005 为达上述目的，本发明内容的一技术方案是关于一种光源装置。光源装置包含至 少一发光二极管、至少一分色镜、集光器以及复眼透镜。发光二极管用以产生至少一光线。 分色镜与发光二极管相对配置以使光线经过分色镜时，由分色镜将光线合在同一光路。集 光器与分色镜相对配置以使光线经过集光器时，由集。
10、光器将光线聚集。复眼透镜与集光器 相对配置以使光线经过复眼透镜时，由复眼透镜将光线均匀化。 0006 根据本发明一实施例，复眼透镜包含多个小透镜。当光线经过前述些小透镜时，产 生多个影像。 0007 根据本发明另一实施例，光源装置还包含凹透镜以及集光器组。凹透镜与复眼透 镜相对配置以使前述些影像经过凹透镜时，由凹透镜将影像重叠于数字微镜装置上。集光 器组与凹透镜相对配置，集光器组包含第一集光器与第二集光器，第一集光器与第二集光 器是配置以控制光源装置的角放大率。 0008 根据本发明再一实施例，光源装置还包含数字微镜装置以及反式内部全反射棱 镜。数字微镜装置与复眼透镜相对配置。反式内部全反射棱。
11、镜在同一光路中相对配置于数 字微镜装置之前，以使光线经过反式内部全反射棱镜时，反式内部全反射棱镜将光线投射 在数字微镜装置上，由数字微镜装置控制以使光线再度入射反式内部全反射棱镜，并经由 镜头投射到屏幕上。 0009 根据本发明又一实施例，光源装置还包含至少一准直镜。准直镜在同一光路中相 对配置于分色镜之前，以使光线经过准直镜时，由准直镜将光线平行化。 0010 根据本发明另再一实施例，发光二极管包含红色发光二极管、绿色发光二极管以 说 明 书CN 102890396 A 2/6页 5 及蓝色发光二极管。红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管分别用以产生 红光、绿光以及蓝光。 001。
12、1 为达上述目的，本发明内容的一技术方案是关于一种投影装置。投影装置包含至 少一发光二极管、至少一准直镜、至少一分色镜、集光器、复眼透镜、数字微镜装置以及反式 内部全反射棱镜。发光二极管用以产生至少一光线。准直镜与发光二极管相对配置以使光 线经过准直镜时，由准直镜将光线平行化。分色镜与准直镜相对配置以使光线经过分色镜 时，由分色镜将光线合在同一光路。 0012 此外，集光器与分色镜相对配置以使光线经过集光器时，由集光器将光线聚集。复 眼透镜与集光器相对配置以使光线经过复眼透镜时，由复眼透镜将光线均匀化。数字微镜 装置与复眼透镜相对配置。反式内部全反射棱镜在同一光路中相对配置于数字微镜装置之 前。
13、，以使光线经过反式内部全反射棱镜时，反式内部全反射棱镜将光线投射在数字微镜装 置上，由数字微镜装置控制以使光线再度入射反式内部全反射棱镜，并经由镜头投射到屏 幕上。 0013 根据本发明一实施例，复眼透镜包含多个小透镜。当光线经过前述些小透镜时，产 生多个影像。 0014 根据本发明另一实施例，投影装置更包含凹透镜以及集光器组。凹透镜与复眼透 镜相对配置以使前述些影像经过凹透镜时，由凹透镜将影像重叠于数字微镜装置上。集光 器组与凹透镜相对配置，集光器组包含第一集光器与第二集光器，第一集光器与第二集光 器是配置以控制投影装置的角放大率。 0015 根据本发明再一实施例，发光二极管包含红色发光二极。
14、管、绿色发光二极管以及 蓝色发光二极管。红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管分别用以产生红 光、绿光以及蓝光。 0016 因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种光源装置或投影装置， 借以改善发光二极管所产生的光线无法被有效利用，进而造成能量浪费的问题。 附图说明 0017 为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下： 0018 图1是绘示依照本发明一实施例的一种光源装置的光学组件的原理示意图； 0019 图2是绘示依照本发明另一实施例的一种光源装置的示意图； 0020 图3是绘示依照本发明再一实施例的一种投影装置的示意图。 002。
15、1 【主要组件符号说明】 0022 110：复眼透镜 0023 120：傅立叶透镜 0024 130：数字微镜装置 0025 200：光源装置 0026 210：发光二极管 0027 212：红色发光二极管 0028 214：绿色发光二极管 说 明 书CN 102890396 A 3/6页 6 0029 216：蓝色发光二极管 0030 220：准直镜 0031 222：第一准直镜 0032 224：第二准直镜 0033 226：第三准直镜 0034 230：分色镜 0035 240：集光器 0036 250：复眼透镜 0037 260：凹透镜 0038 270：集光器组 0039 272：第。
16、一集光器 0040 274：第二集光器 0041 280：反式内部全反射棱镜 0042 290：数字微镜装置 0043 300：投影装置 0044 310：发光二极管 0045 312：红色发光二极管 0046 314：绿色发光二极管 0047 316：蓝色发光二极管 0048 320：准直镜 0049 322：第一准直镜 0050 324：第二准直镜 0051 326：第三准直镜 0052 330：分色镜 0053 340：集光器 0054 350：复眼透镜 0055 360：凹透镜 0056 370：集光器组 0057 372：第一集光器 0058 374：第二集光器 0059 380：反。
17、式内部全反射棱镜 0060 390：数字微镜装置 0061 H001：镜头 0062 I001：反射面镜 具体实施方式 0063 为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施 例，附图中相同的号码代表相同或相似的组件。但所提供的实施例并非用以限制本发明所 涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由组件重新组合的结构，所 说 明 书CN 102890396 A 4/6页 7 产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。 0064 其中附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。另一方面，众所周知的组件与步 骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限。
18、制。 0065 图1是依照本发明一实施例绘示一种光源装置的光学组件的原理示意图。 0066 如图1所示，复眼透镜110的焦长为f，在距离D处配置一傅立叶透镜120(Fourier lens)其焦长为F，经过复眼透镜110的光线成像于数字微镜装置130处，且设入射到复眼 透镜110的光范围x1的圆锥角为1，数字微镜装置130上的光范围x2的圆锥角为2， 复眼透镜110的间距为p。 0067 则有下列关系式： 0068 0069 可整理成： 0070 0071 当DF时光学组件可使投射于数字微镜装置130的光为平行光(telecentric)， 因此，当1p/2f，则 R/F2数字微镜装置翻转角度。
19、的最大值(R为入射复眼透镜110的光范围)。由此可 知，为缩小光学组件的尺寸，F需越小，即R需要缩小。LED光经准直镜作用，使三色光通过 分色镜有高反射率，但1太小(p/2f)，故发明实施例应用集光器以收敛光的范围，使R 约等于数字微镜装置的宽度时，让1p/2f则体积与光效率有最佳化。 0072 图2是依照本发明另一实施例绘示一种光源装置200的示意图。光源装置200包 含至少一发光二极管210、至少一分色镜230、集光器240以及复眼透镜250。发光二极管 210用以产生至少一光线。分色镜230与发光二极管210相对配置以使光线经过分色镜230 时，由分色镜230将光线合在同一光路。集光器2。
20、40与分色镜230相对配置以使光线经过 集光器240时，由集光器240将光线聚集。复眼透镜250与分色镜230相对配置以使光线 经过复眼透镜250时，由复眼透镜250将光线均匀化。 0073 如上所述，本发明实施例采用集光器240将光线聚集，如此一来，当光线聚集时， 入射到复眼透镜250的光范围相对被缩小，因此可缩小复眼透镜250的尺寸，进而使光源装 置200微型化。 0074 在一实施例中，复眼透镜250包含多个小透镜(如图1的复眼透镜110所示)。当 光线经过前述些小透镜时，产生多个影像。 0075 此外，光源装置200可还包含凹透镜260以及集光器组270。凹透镜260与复眼透 镜250。
21、相对配置以使前述些影像经过凹透镜260时，由凹透镜260将影像重叠于数字微镜 装置290上。集光器组270与凹透镜260相对配置，集光器组270包含第一集光器272与 第二集光器274，第一集光器272与第二集光器274是配置以控制光源装置200的角放大 说 明 书CN 102890396 A 5/6页 8 率。 0076 在另一实施例中，光源装置200可更包含数字微镜装置290以及反式内部全反射 棱镜280。数字微镜装置290与复眼透镜250相对配置。反式内部全反射棱镜280在同一 光路中相对配置于数字微镜装置290之前，以使光线经过反式内部全反射棱镜280时，反式 内部全反射棱镜280将光。
22、线投射在数字微镜装置290上，由数字微镜装置290控制以使光 线再度入射反式内部全反射棱镜280，并经由镜头H001投射到屏幕(图中未示)上。 0077 如上所述，本发明实施例通过集光器240可调整入射复眼透镜250的光范围，使入 射复眼透镜250的光范围约相等于数字微镜装置290的宽度，此时可使光的效率达到最佳 化。 0078 在又一实施例中，光源装置200可还包含至少一准直镜220。准直镜220在同一 光路中相对配置于分色镜230之前，以使光线经过准直镜220时，由准直镜220将光线平行 化。 0079 举例而言，在光源装置200中的发光二极管210包含红色发光二极管212、绿色发 光二极。
23、管214以及蓝色发光二极管216，准直镜220包含第一准直镜222、第二准直镜224 以及第三准直镜226。红色发光二极管212、绿色发光二极管214以及蓝色发光二极管216 分别用以产生红光、绿光以及蓝光，且分别由第一准直镜222、第二准直镜224以及第三准 直镜226将红光、绿光以及蓝光平行化。接着，由分色镜230将红光、绿光以及蓝光合在同 一光路。 0080 图3是依照本发明又一实施例绘示一种投影装置300与其光线行进示意图。 0081 请参照图3，投影装置300包含至少一发光二极管310、至少一准直镜320、至少一 分色镜330、集光器340、复眼透镜350、数字微镜装置390以及反式。
24、内部全反射棱镜380。发 光二极管310用以产生至少一光线。准直镜320与发光二极管310相对配置以使光线经过 准直镜320时，由准直镜320将光线平行化。分色镜330与准直镜320相对配置以使光线 经过分色镜330时，由分色镜330将光线合在同一光路。 0082 举例而言，在投影装置300中的发光二极管310包含红色发光二极管312、绿色发 光二极管314以及蓝色发光二极管316，准直镜320包含第一准直镜322、第二准直镜324 以及第三准直镜326。红色发光二极管312、绿色发光二极管314以及蓝色发光二极管316 分别用以产生红光、绿光以及蓝光，且分别由第一准直镜322、第二准直镜32。
25、4以及第三准 直镜326将红光、绿光以及蓝光平行化。接着，由分色镜330将红光、绿光以及蓝光合在同 一光路。 0083 此外，集光器340与分色镜330相对配置以使光线经过集光器340时，由集光器 340将光线聚集。在同一光路中，受集光器340聚集的光线，会由反射面镜I001将光线反射 至复眼透镜350。复眼透镜350与集光器340相对配置以使光线经过复眼透镜350时，由复 眼透镜350将光线均匀化。 0084 如上所述，本发明实施例采用集光器340将光线聚集，如此一来，当光线聚集时， 入射到复眼透镜350的光范围相对被缩小，因此可缩小复眼透镜350的尺寸，进而使投影装 置300微型化。 00。
26、85 再者，数字微镜装置390与复眼透镜350相对配置。反式内部全反射棱镜380在 同一光路中相对配置于数字微镜装置390之前，以使光线经过反式内部全反射棱镜380时， 说 明 书CN 102890396 A 6/6页 9 反式内部全反射棱镜380将光线投射在数字微镜装置390上，由数字微镜装置390控制以 使光线再度入射反式内部全反射棱镜380，并经由镜头H001投射到屏幕(图中未示)上。 0086 如上所述，本发明实施例通过集光器340可调整入射复眼透镜350的光范围，使入 射复眼透镜350的光范围约相等于数字微镜装置390的宽度，此时可使光的效率达到最佳 化。 0087 在一实施例中，复。
27、眼透镜350包含多个小透镜，当光线经过前述些小透镜时，产生 多个影像。 0088 在任选的一实施例中，投影装置300还包含凹透镜360以及集光器组370，凹透镜 360以及集光器组370是配置于同一光路上的复眼透镜350以及数字微镜装置390之间，并 用以对光线进行分光处理，其处理方式如下所述：凹透镜360与复眼透镜350相对配置以使 前述些影像经过凹透镜360时，由凹透镜360将影像重叠于数字微镜装置390上。集光器 组370与凹透镜360相对配置，集光器组370包含第一集光器372与第二集光器374，第一 集光器372与第二集光器374是配置以控制投影装置300的角放大率。 0089 由上。
28、述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供 一种光源装置200或投影装置300，通过集光器240、340可调整入射复眼透镜250、350的光 范围，使入射复眼透镜250、350的光范围约相等于数字微镜装置290、390的宽度，此时可使 光的效率达到最佳化，因而改善发光二极管所产生的光线无法被有效利用，进而造成能量 浪费的问题。 0090 此外，本发明实施例采用集光器240、340将光线聚集，如此一来，当光线聚集时， 入射到复眼透镜250、350的光范围相对被缩小，因此可缩小复眼透镜250、350的尺寸，进而 使光源装置200或投影装置300微型化。 0091 虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺 者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当 视所附的权利要求书所界定的范围为准。 说 明 书CN 102890396 A 1/3页 10 图1 说 明 书 附 图CN 102890396 A 10 2/3页 11 图2 说 明 书 附 图CN 102890396 A 11 3/3页 12 图3 说 明 书 附 图CN 102890396 A 12 。