CN1525206A - 一种投影机的照明*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影机的照明***，至少包含一光源、一椭球面反射罩、一辅助反射罩、一外壳与一光通道。利用椭球面反射罩与辅助反射罩的组合提高光源的集光效率。在反射罩的内表面披覆反射薄膜，使可见光反射而红外光与紫外光穿透，并在外壳的内表面披覆吸收薄膜，使红外光与紫外光能被吸收并由外壳散热。
Description
技术领域
本发明是涉及一种投影机装置，且特别是涉及一种投影机的照明***。
背景技术
投影机自从发明以来，随着科技的发展被运用到各种领域，由普通消费产品至高科技产品，其应用范围一直在扩展当中，例如应用在大型会议演讲上以投影***放大投影物，或是应用在商业上的投影式屏幕或电视，以配合演示文稿的内容做实时图式画面的呈现。然而，因为投影机应用的范围越来越广，对于其色彩对比与亮度的要求也相对提高。而在投影机中，照明***最能决定其色彩对比与亮度的表现。
图1是现有技术投影机中照明***的示意图。请参照图1，现行结构为利用椭球面反射罩104，将光源102放置于椭球面反射罩104的第一焦点122，而光通道(light tunnel)108的入口放置于椭圆型反射罩104的第二焦点124。利用椭球面的光学反射特性，将位于第一焦点122的光源102发出的光聚焦在位于第二焦点124的光通道108的入口，此时光会先通过色轮(colorwheel)106，再经过光通道108的传输均匀化输出至数字微镜组件(digitalmicro-mirror device，DMD)芯片(图1中未图示)上。
如图1所示的结构，光线的集光效率(光通道108输出的光与光源102发出的光的比率)在此结构中只有75％。其原因是因为当光线由光源102向外发出时，除了沿光路径110行进的光线外，还有沿光路径112行进的光线。这些沿光路径112行进的光线因为没有被椭球面反射罩104反射，无法进入光通道108而造成光线的浪费。
但是，若延长椭球面反射罩104的两翼侧边，使其能够反射沿光路径112行进的光时，却会造成光线进入光通道108的角度太大，使得光线通过光通道108后输出至DMD芯片的角度也跟着太大，超出DMD芯片的接收角度，使芯片上的微镜在开/关的切换间，无法完全造成光学状态的转换，也就是在微镜转至“关”的方向时，这些大角度的光线仍会反射进投影镜头，使画面不够暗，减低投影机的明暗对比。
而且，照明***的散热一直是投影机设计上的最重要的问题之一。若延长椭球面反射罩104的两翼侧边，则椭球面反射罩104内的热能更无法对外发散，如此不但会影响散热效果，更会降低光源102的发光效率与寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种投影机的照明***，用以改进现有技术投影机中照明***发光效率与散热不佳的问题。
根据本发明的上述目的，提出一种投影机的照明***，将一辅助反射罩置于椭球面反射罩未遮挡的位置，此辅助反射罩为球面或有非球面项修正的曲线，目的在使向前的光线能准确地反射回光源位置而往椭球反射罩前进。为了改进散热不佳的问题，特别在椭球与辅助反射罩上披覆一层特殊的反射薄膜。此反射薄膜只反射投影机所需的光线，其余不需要的光线则会穿透此反射薄膜向外散出，使椭球面与辅助反射罩内的光线能量不会造成热能累积。此外，本发明更在椭球面与球面反射罩外，另有一层金属材料的外壳，此外壳的内表面则披覆可吸收上述不需要的光线的薄膜，以吸收上述不需要的光线后，再利用金属优良的导热性质，将不需要的光线转为热能并向外散出。
依照本发明一具体实施方式，该辅助反射罩为一半球面或非球面修正曲面形状，且具有一开口，该外壳亦具有一外壳开口，两开口皆位于椭球面反射罩两焦点所连成的直线上。开口形状与大小皆由光线进入该光通道的角度与功率来决定。该所需光线为可见光，该不需要光线为红外光与紫外光，该反射薄膜层的材料至少包含冷光镜的材料。
本发明的反射罩结构，利用外加的辅助反射罩可使集光效率提高至85％以上，而且进入光通道的光线发散角度可以比原本设计的发散角度更小。由于集光效率对于投影机的亮度有决定性的影响，而光线发散角度则与对比有关，因此本发明可以对制造高亮度与高对比的投影机有很大的帮助。
本发明在反射罩上的反射薄膜有特殊的设计，并在反射罩之外加上具有相对应吸收薄膜的外壳来解决这个问题。经由这种设计，可以让投影机所需的光线进入光通道被投影机所利用，而其它的光线则穿透椭球面与辅助反射罩到达外壳后，被外壳上的吸收材料吸收而产生热能，再利用外壳本身易散热的材料将热能快速地散失，以减少照明***中的热能，降低温度过高的影响。
附图的简要说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式的详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1是现有技术投影机中照明***的示意图；
图2为依照本发明一具体实施方式的示意图；
图3为依照本发明另一具体实施方式的示意图；
图4为图3的具体实施方式的光线行进示意图。
具体实施方式
本发明投影机的照明***将辅助反射罩置于椭球面反射罩未遮挡的位置，此辅助反射罩可将光源发出的光线反射回到光源位置，将原本没有被椭球面反射罩反射的光，经由辅助反射罩反射通过光源后，再被椭球面反射罩反射而进入光通道。
而且，本发明为了改进散热不佳的问题，特别在椭球面与辅助反射罩上披覆一层特殊的反射薄膜。此反射薄膜只反射投影机所需的光线，其余不需要的光线则会穿透此反射薄膜向外散出，使椭球面与辅助反射罩内的光线能量不会造成热能累积。此外，本发明还在椭球面与辅助反射罩外，设置具有一层散热材料的外壳，此外壳的内表面则披覆可吸收上述不需要的光线的薄膜，以吸收上述不需要的光线后，再利用散热材料的导热性质，将不需要的光线转为热能并向外散出。
请参照图2，其所示依照本发明一具体实施方式的示意图。本发明在椭球面反射罩202的两旁不能遮挡的位置，加上一辅助反射罩204。光源102为一电弧光源，其位于椭球面反射罩202的第一焦点222。
由光源102发出的光线有两种主要的行进路径，一种光路径210是光线由光源102发出后，由椭球面反射罩202反射至位于椭球面反射罩的第二焦点224的光通道108，其中光线会在进入光通道108的前先经过色轮106。另一种光路径212则是光线由光源102发出后，先被辅助反射罩204反射，然后反射回到光源102后，再由椭球面反射罩202反射至位于椭球面反射罩的第二焦点224的光通道108，其中光线也会在进入光通道108的前先经过色轮106。
图2中辅助反射罩204具有一个开口206，光线210与212可通过开口206而进入光通道108。开口206的大小与形状由光线进入光通道108的角度与功率来决定。在本具体实施方式中，辅助反射罩204为一球面或一非球面项修正的曲面，目的在使向前的光线能准确地反射回光源102位置而往椭球面反射罩204前进。辅助反射罩204的大小最大为半球面，椭球面反射罩202的大小则也取决于光线进入光通道108的角度，而且辅助反射罩204要大于椭球面反射罩202，如此才能反射原本椭球面反射罩202未能反射的光线。
此外，本发明中椭球面反射罩202与辅助反射罩204的材料为可透光材料，在其反射表面上披覆一层特殊的反射薄膜。此反射薄膜只反射投影机所需的光线，其余不需要的光线则会穿透此反射薄膜向外散出。依照本具体实施方式，此反射薄膜为一冷光镜(cold mirror)薄膜，冷光镜薄膜为可见光穿透率小于5％而红外光穿透率大于80％的薄膜，可使得投影机所需的可见光被反射，而产生热能的红外光以及其它的紫外光则穿透出椭球面反射罩202与辅助反射罩204之外。
请参照图3，图3所示依照本发明另一具体实施方式的示意图。图3及图2的结构相同，且在椭球面反射罩202与辅助反射罩204之***再加上一外壳302，外壳302的形状当视投影机内部的配置而定，图3中仅以球型外壳为例。该外壳302也具有一外壳开口306以供光线通过以进入光通道108中。外壳开口306的大小与形状由光线进入光通道108的角度与功率来决定。本发明在外壳202的内表面披覆一层吸收薄膜，以吸收穿透过椭球面反射罩202与辅助反射罩204的光线。在本具体实施方式中，该外壳302为金属材料，而吸收薄膜则被用来吸收红外光与紫外光。
图4所示为图3的实施方式的光线行进示意图。椭球面反射罩202与辅助反射罩204的内表面披覆反射薄膜402，外壳302的内表面则披覆吸收薄膜404。光线由光源102发出后，可见光会被椭球面反射罩202与辅助反射罩204的反射薄膜402反射，经由光路径412(图4中的实线路径)通过开口206与外壳开口306；其它的光线如紫外光与红外光则会穿透椭球面反射罩202与辅助反射罩204，由光路径422(图4中的虚线路径)而被外壳302上的吸收薄膜404吸收而被转换成热能432向外发散。
由上述本发明具体实施方式可知，应用本发明具有如下优点。
1、本发明的反射罩结构，利用外加的辅助反射罩可使集光效率提高至85％以上，而且进入光通道的光线发散角度可以比原本设计的发散角度更小。由于集光效率对于投影机的亮度(luminance)有决定性的影响，而光线发散角度则与对比有关，因此本发明可以对制造高亮度与高对比的投影机有很大的帮助。
2、因为***中有将近一半的光线经由辅助反射罩反射回光源，若反射回光源的光线包含了红外光，则会造成光源的温度升高而影响光源的寿命。本发明在反射罩上的反射薄膜有特殊的设计，并在反射罩之外加上具有相对应吸收薄膜的外壳来解决这个问题。
经由这种设计，可以让投影机所需的光线进入光通道被投影机所利用，而其它的光线则穿透椭球面与辅助反射罩到达外壳后，被外壳上的吸收材料吸收而产生热能，再利用外壳本身易散热的材料将热能快速地散失，以减少照明***中的热能，降低温度过高的影响。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (16)
1、一种投影机的照明***，其特征在于，该投影机的照明***至少包含：
一椭球面反射罩，该椭球面反射罩的内表面披覆一反射薄膜层，该反射薄膜层反射一所需光线且使一不需要光线穿透过该椭球面反射罩；
一光源位于该椭球面反射罩的一第一焦点；
一光通道位于该椭球面反射罩的一第二焦点；以及
一辅助反射罩，该辅助反射罩使该光源发出的光线可被反射回该光源的位置，该辅助反射罩具有一开口，该辅助反射罩的内表面披覆该反射薄膜层。
2、根据权利要求1所述的投影机的照明***，其特征在于，该辅助反射罩为球面或有非球面修正的曲面的一部分。
3、根据权利要求1所述的投影机的照明***，其特征在于，该光源至少包含一电弧光源。
4、根据权利要求1所述的投影机的照明***，其特征在于，当该所需光线为可见光，该不需要光线为红外光与紫外光时，该反射薄膜层的材料至少包含冷光镜的材料。
5、根据权利要求4所述的投影机的照明***，其特征在于，该吸收薄膜层的材料至少包含可吸收红外光与紫外光的材料。
6、根据权利要求1所述的投影机的照明***，其特征在于，该开口的形状与大小由光线进入该光通道的角度与功率来决定。
7、根据权利要求1所述的投影机的照明***，其特征在于，该开口位于该第一焦点与该第二焦点所连成的直线上。
8、一种投影机的照明***，其特征在于，该投影机的照明***至少包含：
一椭球面反射罩，该椭球面反射罩的内表面披覆一反射薄膜层，该反射薄膜层反射一所需光线且使一不需要光线穿透过该椭球面反射罩；
一光源位于该椭球面反射罩的一第一焦点；
一光通道位于该椭球面反射罩的一第二焦点；以及
一辅助反射罩，该辅助反射罩使该光源发出的光线可被反射回该光源的位置，该辅助反射罩具有一开口，该辅助反射罩的内表面披覆该反射薄膜层；
一外壳位于该椭球面反射罩与该辅助反射罩之外，该外壳具有一外壳开口，该外壳的内表面披覆一吸收薄膜层，该吸收薄膜层吸收该不需要光线。
9、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该辅助反射罩为球面或有非球面修正的曲面的一部分。
10、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该光源至少包含一电弧光源。
11、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，当该所需光线为可见光，该不需要光线为红外光与紫外光时，该反射薄膜层的材料至少包含冷光镜的材料。
12、根据权利要求11所述的投影机的照明***，其特征在于，该吸收薄膜层的材料至少包含可吸收红外光与紫外光的材料。
13、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该开口与该外壳开口的形状与大小由光线进入该光通道的角度与功率来决定。
14、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该开口与该外壳开口位于该第一焦点与该第二焦点所连成的直线上。
15、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该外壳的材料为一易散热材料。
16、根据权利要求8所述的投影机的照明***，其特征在于，该易散热材料至少包含金属。
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| CNA031070132A CN1525206A (zh) | 2003-02-26 | 2003-02-26 | 一种投影机的照明*** |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104122991A (zh) * | 2013-04-29 | 2014-10-29 | 敦南科技股份有限公司 | 动作感测装置及其封装方法 |
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2003
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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