CN2731487Y - 数字投影机的积分柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种数字投影机的积分柱结构，利用一光学通道与一实心积分柱接合，使光束必须先后经由该光学通道及实心积分柱，减低在折射过程中的能量消耗，并在短于一般实心积分柱长度的距离内获得亮度均匀的光束。光学通道可利用胶剂与实心积分柱胶合，其中所用的胶剂可事先与小球(譬如为平均直径约1－1000μ的小球)混合，使胶合后玻璃基板的大部分面积不致与实心积分柱密接，藉此将避免影响实心积分柱的全反射效果。

Description

数字投影机的积分柱结构

技术领域

本实用新型涉及一种数字投影机，尤指一种混合空心积分柱与实心积分柱的数字投影机的积分柱结构。

背景技术

讫今投影机的技术，并存的可分三大主流，即CRT投影技术、LCD投影技术以及最新发展起来的DLP投影技术。

DLP的全写是Digital Light Processing，是美国德州仪气公司开发的光学驱动技术，简单来说，它是透过一块反射率极高的数字微镜元件(DigitalMicromirror Device，DMD)，反射出三原色(RGB)光构成画面，它在流明、解象及高对比度方面，都比传统LCD机优胜得多。加上DLP机采用单一芯片，因此比传统LCD机，节省空间得多，直接令主机的尺寸能更迷你、更轻盈。

DLP投影技术应用数字微镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)作为主要的关键元件，完成数字光学的处理过程。其原理是藉由一个积分柱(Integrator)，先将光源的光迹变形为一接近数字微镜元件感应区的均匀矩形光束，再使之照射通过一含有三原色的色环(Color Wheel)而形成R、G、B三种色光，经由透镜投射在数字微镜元件感应区时，被选择性地反射至投影镜头(projection lens)，透过该镜头最后投射于屏幕上成像。

为了使投射到屏幕上的影像能更为清晰、明亮，一般设计者不得不利用高功率的灯泡作为光源，所产生的高温照明光束再通过透镜聚焦在积分柱的入口，又将形成更高温、明亮的光束。因此积分器的结构设计除应有的光学性能外，也必须兼顾其耐热性与耐操作性。

一般积分器可分为空心积分柱(hollow integration rod)及实心积分柱(solid integration rod)两种。在前述高温、明亮的光束照射下，采用空心积分柱时较无聚热问题，但若其柱长不足，出口的光束不易均匀，而若柱长够长，其光束的能量也可能随折射次数多而损耗增多，致使投影***的整体明亮度跟着减低。反观若采用实心的积分柱，通过的光束能量因全反射而不会受积分柱长度影响而损失能量，但它需要较长的距离来使光束获得足够的均匀程度。除此之外，实心积分柱还有聚热的问题需要解决。为了达到与空心积分柱同样的光束强度均匀化的效果，一般实心积分柱所需的柱长约需空心积分柱的1.5倍。

综合言之，采用空心积分柱较易形成均匀光束，但其整体明亮度的表现相对稍差；而若采用实心积分柱，整体的明亮度表现较理想，但需要较长的折射距离才能将光束均匀化。

有鉴于此，为有效综合空心积分柱与实心积分柱的优点，改善公知产品结构的缺点，本设计人遂以从事该行业多年的经验，本着精益求精的精神，积极进行研究改良，遂有本实用新型「数字投影机的积分柱结构」的产生。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种数字投影机的积分柱结构，其综合空心积分柱与实心积分柱的优点，使折射通过的光束能量消耗少于公知空心积分柱，并且在比公知实心积分柱所需长度短的距离内让出口光束的明亮度达到均匀化。

本实用新型的技术解决方案是：一种数字投影机的积分柱结构，包括

一光学通道，由多个平面组成一通道，并于该通道的内表面设有一反光层，供一光束中的任意光线藉该反光层反射前进通过；及

一实心积分柱，与该光学通道连接，使该光线从中通过。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该实心积分柱端部与该光学通道的其中一端对齐。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该实心积分柱的长度较该光学通道短，并且被固定于该光学通道的两端之间。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该实心积分柱利用粘剂与该光学通道粘合。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该实心积分柱利用一粘剂混合多颗细微颗粒与该光学通粘合。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，该光学通道利用一已知的空心积分柱材料胶合而成一空心通道。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，该光学通道是以玻璃基板组合而成的通道，并在该通道的内面设置一反光层，藉以产生反射光线的作用。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一金属膜被镀设在该玻璃基板的表面。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一金属膜被粘接在该玻璃基板的表面。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一介电质膜被镀设在该玻璃基板的表面。

本实用新型还提出一种数字投影机的积分柱结构，包括

一实心积分柱，供光线通过，产生一均匀的矩形光迹；

一第一光学通道，于其内表面设有一反光层，连接于该实心积分柱的第一端；及

一第二光学通道，于其内表面设有一反光层，连接于该实心积分柱的第二端。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，该光学通道是利用一已知的空心积分柱材料胶合而成一空心通道。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，该光学通道是以玻璃基板组合而成的通道，并在该通道的内面设置一反光层，藉以产生反射光线的作用。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一金属膜被镀设在该玻璃基板的表面。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一金属膜被粘接在该玻璃基板的表面。

如上所述的数字投影机的积分柱结构，其中该反光层指一介电质膜被镀设在该玻璃基板的表面。

本实用新型打破已知的结构概念，提出一种内部同时含有光学通道及实心积分柱结合的新型结构，使每一射入的光束都必须先后经由此新结构中的光学通道及实心积分柱，藉此减低在折射过程中的能量消耗，并在短于一般实心积分柱长度的距离内获得亮度均匀的光束。

附图说明

图1A为本实用新型的第一实施例的结构示意图。

图1B为本实用新型的第一实施例的结构外观图。

图2显示光线经过第一实施例的混合式积分柱时的折射过程。

图3A为本实用新型的第二实施例的结构示意图。

图3B为本实用新型的第二实施例的结构外观图。

图4显示光线经过第二实施例的混合式积分柱时的折射过程。

图5A为本实用新型的第三实施例的结构示意图。

图5B为本实用新型的第三实施例的结构外观图。

图6显示光线经过第三实施例的混合式积分柱时的折射过程。

附图标号说明：

10、实心积分柱   20、光学通道    21、基板    22、反光层

23、细微颗粒(小球)               24、胶剂    L0、光线

具体实施方式

有关本实用新型所采用的技术手段及其余功效，兹举一些具体实施例，并配合附图加以说明如下：

【第一实施例】：

首先，请参阅图1A所示，本实用新型第一实施例的积分柱结构，主要由光学通道20及实心积分柱10相接而成。其中该光学通道20内部中空，内表面设有反光层22，让入射光线得以作多次反射，以达到光强度均匀化的效果。该光学通道20可利用一已知的空心积分柱材料胶合制成，或是以一玻璃基板21，在光学通道20的内面设一反光层22藉以反射光线。较佳者，反光层22可为一金属膜或介电质膜，利用已知的镀制或粘合方法固定在玻璃板基板21上制成。

有鉴于实心积分柱乃是利用全反射的原理将光线作多次反射，以达到光强度均匀化的效果，故实心积分柱的四周表面皆不可触碰、夹持或沾有灰尘(会破坏全反射)。为此，当光学通道20与本例中的实心积分柱10进行胶合时，所用的胶剂24可事先与一些细微颗粒23混合(譬如，用之与平均直径约1-1000μ的小球混合)，使玻璃基板21在此胶剂24凝固后不致与实心积分柱作大面积的接触，藉此减少对实心积分柱10的全反射效果产生负面的影响。

上述混合式积分柱采用两阶段反射光线：第一阶段利用实心积分柱10进行光线全反射，第二阶段利用玻璃基板21的反光层22(利用粘贴或镀设一金属膜或介电质膜于基板21的表面制成)对光线L0进行反射。此混合式积分柱将能有效地克服传统实心积分柱长度需较长的缺点(约需空心积分柱长度1.5倍的长度)，并且能防止灰尘附着于实心积分柱10上。图1B显示整个结构外观。图2显示光线L0经过此混合式积分柱时的折射过程。

【第二实施例】：

请接着参阅图3A所示，利用前述的内容，可形成一两端超出实心积分柱10的光学通道20，使构成分三阶段反射光线的混合式积分柱。第一阶段，利用光学通道20的第一端对光线进行反射。第二阶段，利用实心积分柱10对入射光线L0进行全反射，第三阶段利用该光学通道20的第二端对光线进行反射。此混合式积分柱能有效克服传统实心积分柱长度需较长的缺点并且亦能防止灰尘附着于实心积分柱上。由于此结构的入光口为中空结构，将有效地避免入射光聚焦于实心结构而产生的高热。图3B显示整个结构外观。图4显示光线经过此一混合式积分柱的折射过程。

【第三实施例】：

再参阅图5A所示，绘示一实心积分柱10与光学通道20利用胶剂24进行胶合的结构示意图。虽然胶合的区域会破坏实心积分柱10的全反射效果，但由于玻璃基板21的内表面设有反光层22，因此光线L0依旧会被反射。此一混合式积分柱如同第二实施例采用三阶段反射光线，但较第二实施例需较少的玻璃基板22，内表面镀膜，因而可节省成本。图5B示意整个结构外观。图6显示光线L0经过此一混合式积分柱的折射过程。

虽然本实用新型已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (16)

1、一种数字投影机的积分柱结构，其特征在于，包括

一光学通道，由多个平面组成一通道，并于该通道的内表面设有一供一光束中的光线可反射前进通过的反光层；及

一实心积分柱，与该光学通道连接，该光线从中通过。

2、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该实心积分柱端部与该光学通道的其中一端对齐。

3、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该实心积分柱的长度比该光学通道短，并且固定于该光学通道的两端之间。

4、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该实心积分柱用粘剂与该光学通道粘合设置。

5、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该实心积分柱以一粘剂混合多颗细微颗粒与该光学通道粘合设置。

6、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该光学通道是用一已知的空心积分柱材料胶合而成一空心通道。

7、如权利要求1所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该光学通道是以玻璃基板组合而成的通道，并在该通道的内面设置一可产生反射光线的作用的反光层。

8、如权利要求7所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层是指一金属膜被镀设在该玻璃基板的表面。

9、如权利要求7所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层是指一金属膜被粘接设置在该玻璃基板的表面。

10、如权利要求7所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层指一介电质膜被镀设在该玻璃基板的表面。

11、一种数字投影机的积分柱结构，其特征在于，包括

一实心积分柱，光线可通过而产生一均匀的矩形光迹地设置；

一第一光学通道，于其内表面设有一反光层，连接于该实心积分柱的第一端；及

一第二光学通道，于其内表面设有一反光层，连接于该实心积分柱的第二端。

12、如权利要求11所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该光学通道是用一已知的空心积分柱材料胶合而成一空心通道。

13、如权利要求11所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该光学通道是以玻璃基板组合而成的通道，并在该通道的内面设置一可产生反射光线的作用的反光层。

14、如权利要求13所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层指一金属膜被镀设在该玻璃基板的表面。

15、如权利要求13所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层指一金属膜被粘接设置在该玻璃基板的表面。

16、如权利要求13所述的数字投影机的积分柱结构，其特征在于，该反光层指一介电质膜被镀设在该玻璃基板的表面。

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