TW580591B - Projection display apparatus - Google Patents

Description

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五、發明說明（ 【一、發明所屬之技術領域】 平面係關於—種投㈣示裝置’尤指—種適用於微 卞面.·、、員不洛 < 投影顯示裝置。 【二、先前技術】 、人、近年來投影顯示裝I已廣泛應用於各種場♦，僅適用 t公眾場合播放簡報或影片，亦已深人家庭，成為新一代 &視，娛樂設備主流。現今投影顯示裝置之發展趨勢為發 展2輕、體積小，且可提供良好之亮度與影像放大品^ =投影機；尤其是可攜式投影機，由於攜帶方便，可隨時 Ik地使用’相當受到青睞。此外，由於微平面顯示器及其 光源之長足進步，使得微顯示器已可應用於投影顯示裝置 中，大幅節省投影機之重量與體積，因此，若能搭配一良 好之光學引擎，便可得到良好之放大影像品質。 另一方面，一般之投影機，其於投射之光行進過程 中’ Ί ¥因為光行進路徑中，通過複數個透境組合時，光 因為散射而導致光度之減少，使光利用率降低，損耗光源 之光度以及耗電度。有鑑於此種缺點以及市場需求，發明 人便積極研發一種新的「投影顯示裝置」，幾經研究實驗 終至完成此項嘉惠世人之發明。 【三、發明内容】 本發明之概述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 6 -------------4裝------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) 訂i

580591 五、發明説明（2 ) 本發明之主要目的係在提供一種投影顯示裝置，俾能 有效放大微顯示器所提供之影像，減少投影光行進路徑中 光散射之損失，同時大幅減少投影裝置之重量與體積，適 合各種場合使用。 為達成上述之目的，本發明係有關一種投影顯示裝 置：，、主要包拾：-光源，以提供光線；_聚焦鏡組，係位 於A光源之側，以匯聚由該光源發出之光線；一繞射鏡 組，係位於該聚焦鏡組之一側，使得該聚焦鏡組位於該光 源與孩繞射鏡組之間，以提高由該聚焦鏡祖傳來之光線之 2輝度角；一顯示單元，係位於該繞射鏡組之另一侧，使 得該繞射鏡組位於該聚焦鏡組與該顯示單元之間，且該顯 示單元不位於該聚焦鏡組與該繞射鏡組所形成之直線上，、 =接受由該光源所發出之光線並提供影像；一偏振光分離 裔（PBS)，保位於由該顯示單元與該繞射鏡組所包圍之空 間内，以將由該光源所發出之光線反射至該顯示單元，並 使藏顯π單几發出之光線穿透；以及一折射鏡組，以偏折 並放大藏顯π單几提供之影像；其中由該光源發出之光線 絰由藏聚焦鏡組集中穿透至該繞射鏡片組，再行進至該偏 振光分離器’經該偏振光分離器反射至該顯示單元，而由 琢顯不早7L所提供之光線再穿透該偏振光分離器，到達該 折射鏡、、且，經由泫折射鏡組轉換形成一放大實像。上述之 顯不單元係為一微平面顯示器。 本發明之詳細説明 *裝---------訂· — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) 580591 A7 _______ B7 五、發明説明（3 ) 本發明之光源種類無限制，較佳*LED、汽車燈泡或 Xe燈泡。本發明之聚焦鏡組主要係將光源發出之光線集 中，其種類典限制，較佳為一聚焦透鏡◦本發明之繞射鏡 組功能主要係將該光線之半輝度角提高，使原本散射之光 線可轉換為平行光，較佳包含一水平繞射鏡片與_垂直繞 射鏡片。本發明之顯示單元種類無限制，較佳 微平面顯示器，更佳為HTPS微顯示器、乙（：〇3微顯示器 或DMD微顯示器。本發明之折射鏡組係用以放大該微顯 π器所提供之影像，較佳包含至少一凸透鏡，更佳包含至 少一凸透鏡與一放大鏡片；該凸透鏡之功能為放大影像， 於鏡後形成一放大實像，因此其個數無限制，若一個凸透 鏡的放大倍率為A，則η個凸透鏡則可達到a η之放大倍 率。為了達到反射光源之光線，且同時允許顯示器上之光 線穿透，本發明之該偏振光分離器係與顯示單元形成一夾 角X，該X値介於0度至90度之間，且該偏振光分離器亦 與該折射單元形成一夹角γ，該γ値介於〇度至9〇度之 間，该X値與該Υ値更佳共為4 5度。本發明更可視需要包 含一彩色轉輪（c ο 1 or whe e 1)，位於該光源與該聚焦鏡組 之間，以提供影像所需之色彩。 【四、實施方式】 為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術内容，特 舉一較佳具體實施例説明如下。 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） 580591 κι _____^Β7 五、發明説明（4 ) 請參照圖1，圖1係本發明投影顯示裝置較佳例示意 圖。本實施例包含一 L型殼體1〇〇、一光源（χ^燈 泡）1 1 0、一彩色轉輪1 2 0、一聚焦鏡組1 3 0、一繞射鏡片 組140，一 LCOS微顯示器150，一 PBS 160、數個凸透 鏡1 7 0 (折射鏡組）以及一放大鏡片丨8 〇 (凸透鏡）；上述之 繞射鏡片組包含一垂直繞射片與一水平繞射片。其中，該 彩色轉輪1 2 0介於該光源1 1 〇與該聚焦鏡組丨3 〇之間，該 聚焦鏡組1 3 0係介於該彩色轉輪1 20與該繞射鏡片組1 4〇 之間。該L C Ο S微顯示器1 5 0係位於該光源1 1 〇與該繞射 鏡片組140形成直線之垂直線上，且該繞射鏡組14〇與該 顯示器150所包圍之空間中置有一 pbs 160，以顯示器 150為基準，該PB S160呈45度角置放，以提供良好之分 光功能。該PBS 160上方適當距離處置有複數個凸透鏡 170，在殼體1〇〇開口處恰置有一凸透鏡18〇。 由光源1 1 0所發出之光線，經由聚焦透鏡丨3 〇集中穿 透至繞射鏡片組140，經由該繞射鏡片組140將所有光線 調整成水平光線後傳至PBS 160處，由PBS 160反射至該 微顯示器1 5 0上，而該微顯示器1 5 0所反射出之光線係穿 透該PBS 160，經由複數個凸透鏡170與180形成一放大 實像，投射至屏幕1 9 0上。 由上述可知，本發明利用一良好之光學引擎，有效放 大微顯示器所提供之影像。該光學引擎主要係利用凸透鏡 將影像放大，因此，可依據放大倍率之需求增設凸透鏡、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------------丨1裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各襴} ϋ ^^1 i^i ^^1 、 * 11 n HI I l ι_ϋ 、一一 Φ 丨#· 【六、圖號説明 1〇〇 L型殼體 130聚焦鏡組 五、發明説明（5 ) 個數，且利用取、 之光線，加^ 鏡與繞射鏡片組等，集中光源所發出 題。同時，’、可降低影像放大常有的亮度不夠之問 & —偏振光分離器（PBS)，將光源與顯示器 干柃·马泉有政分離，所放大之影像不會受到光源背景 猫一口口絲以像口口質相當良好。且本發明可依據所使用的微 抑 而要加裝一彩色轉輪，配合原本單色的微 ，使原本單色的微顯示器可產生色彩。此外，本發 明裝置僅使用微顯示器、LED或Xe燈泡，以及數個透鏡 .且光子原件所構成，不論重量、體積皆相當輕巧，相當符 合現今市場需求。 一综上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均 ^、丁八迥井於習知技術之特徵，為「投影顯示裝置」之一 大大破，懇凊貴審查委員明察，早曰賜准專利，俾嘉惠 社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為 了便於説明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以 申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。 【五、圖式簡單説明】 圖1係本發明投影顯示裝置較佳例示意圖。 110光源（Xe燈泡）120彩色轉輪 140繞射鏡片組 150 LCOS微顯示器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 10 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各櫚) 裝 -----訂-------- 丨#· 580591 A7 B7 五、發明説明（6 ) 160偏振光分離器170凸透鏡 180凸透鏡 (PBS) 參 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) IJ1A^V · i I ί ^ ^ · 1^— —ϋ i^i ϋ n ϋ— n 0¾ 、τ 1% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 580591 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ' 1· 一種投影顯示裝置，主要包括： 一光源，以提供光線； 一聚焦鏡組，係位於該光源之一側，以匯聚由該光源 發出之光線； 一繞射鏡組，係位於該聚焦鏡組之一側，使得該聚焦 鏡組位於該光源與該繞射鏡組之間，以提高由該聚焦鏡祖 傳來之光線之半輝度角； 一顯示單元，係位於該繞射鏡組之另一側，使得該繞 射鏡組位於該聚焦鏡組與該顯示單元之間，且該顯示單元 不位於該聚焦鏡組與該繞射鏡組所形成之直線上，以接受 由該光源所發出之光線並提供影像； 一偏振光分離器（PBS)，係位於由該顯示單元與該繞 射鏡組所包圍之空間内，以將由該光源所發出之光線反射 至該顯示單元，並使該顯示單元發出之光線穿透；以及 一折射鏡組，以偏折並放大該顯示單元提供之影像； 其中 ^ ， 由該光源發出之光線經由該聚焦鏡組集中穿透至該繞 射鏡片組，再行進至該偏振光分離器，經該偏振光分離器 反射至该顯示單元，而由該顯示單元所提供之光線再穿透 該偏振光分離器，到達該折射鏡組，經由該折射鏡組轉換 形成一放大實像。 2 ·如申請專利範圍第丨項所述之投影顯示裝置，其中 該光源為LED、汽車燈泡或燈泡。 ggSit用中國國家標準(210x297公楚） 裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各攔) -----訂----- ，線！ 580591 A8 B8 C8 -----------D8 六、申清專利範圍 …3 ·、如申凊專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該聚焦鏡組為一聚焦透鏡。 4 ·如申睛專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該繞射鏡組包含-水平繞射鏡片與-垂直繞射鏡片。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該顯不單元為一微平面顯示器。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該顯示單元為L C D、L C Ο S微顯示器或d M D微顯示器。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該折射鏡組包含至少一凸透鏡。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中 該折射鏡組包含至少一凸透鏡與一放大鏡片。 9 ·如申請專利範圍第丨項所述之投影顯示裝置，其中 該顯示單元與該偏振光分離器形成一夾角X，該X値介於〇 度至9 0度之間。 10·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其 中該偏振光分離器與該折射單元形成一夾角γ，該Υ値介 於0度至9 0度之間。 11·如申請專利範圍第7或8項所述之投影顯示裝 置，其中該偏振光分離器與該凸透鏡之軸心形成一爽角 Υ，該Υ値介於0度至90度之間。 12·如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其 更包含一彩色轉輪（c ο 1 〇 r w h e e 1)，位於該光源與該聚焦 鏡組之間。 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) 裝 -----訂---------線！