TWI418920B - 投影裝置 - Google Patents

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TWI418920B
TWI418920B TW100111299A TW100111299A TWI418920B TW I418920 B TWI418920 B TW I418920B TW 100111299 A TW100111299 A TW 100111299A TW 100111299 A TW100111299 A TW 100111299A TW I418920 B TWI418920 B TW I418920B
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Description

投影裝置
本發明是有關於一種投影裝置，且特別是有關於一種可提升光使用效率的投影裝置。
一般而言，傳統的投影裝置包括二透鏡陣列(lens array)與一數位微反射鏡元件(digital micro-mirror device,DMD)，其中透鏡陣列包括多個透鏡單元(lens cell)，且兩片透鏡陣列中的這些透鏡單元一對一地對應。而藉由透鏡陣列上的透鏡單元，將光束導引至數位微反射鏡元件，能達到整形及均勻化光斑的目的。不過，由於數位微反射鏡元件的形狀為長方形，故習知技術中之透鏡單元的形狀也需為長方形，以於數位微反射鏡元件上產生較佳形狀與較均勻的光斑。
在習知投影裝置中，較靠近光源的那片透鏡陣列具有特定的有效收光角度範圍。當來自光源的光線以有效收光角度範圍內的角度射向較靠近光源的那片透鏡陣列的一透鏡單元後，會接著傳遞至另一片透鏡陣列之對應的透鏡單元，並隨後傳遞至數位微反射鏡元件。然而，當光線以有效收光角度範圍外的角度進入靠近光源的那片透鏡陣列的一透鏡單元後，會無法傳遞至另一片透鏡陣列之對應的透鏡單元，而是傳遞至對應的透鏡單元旁的另一透鏡單元，如此會導致光線的行進方向偏離數位微反射鏡元件而無法傳遞至數位微反射鏡元件，進而導致光損失，此即所謂的串音(crosstalk)現象，亮度干擾造成光損失。
由於每個透鏡單元的有效收光角度範圍是與透鏡單元的寬度有關，故光線通過在透鏡單元時，平行於透鏡單元短邊方向上的有效收光角度會小於平行於透鏡單元長邊方向上的有效收光角度。如此一來，當光束入射至透鏡單元的入射角度大於透鏡單元的有效收光角度時，就會使得光束的行徑方向偏離數位微反射鏡元件，進而造成光使用效率的損失。例如為了顯示畫面16：9之寬螢幕畫面，習知投影裝置所採用的數位微反射鏡元件的長寬比亦為16：9，為能達到整形及均勻化光斑的目的，透鏡單元的長寬比亦採用16：9，如此便容易使透鏡單元的短邊過短而導致平行於短邊的方向上之有效收光角度過小，進而造成更多的光損失。
中華民國專利第I300834號揭露一種能對照明光束進行整形的照明系統，包括一點光源陣列、一雙圓錐透鏡以及一準直透鏡，其中準直透鏡配置於點光源陣列與雙圓錐透鏡之間。
本發明提供一種投影裝置，其利用曲面反射元件對照明光束進行整形，以提升投影裝置之光使用效率。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種投影裝置。投影裝置包括光源、光閥、光均勻化元件以及第一曲面反射元件。光源適於提供照明光束。光閥配置於照明光束的傳遞路徑上，以將照明光束轉換為影像光束。光閥具有主動表面，且主動表面實質上呈矩形。光均勻化元件配置於照明光束的傳遞路徑上，且位於光源與光閥之間。第一曲面反射元件配置於照明光束的傳遞路徑上，且位於光源與光閥之間，以將照明光束反射至光閥。第一曲面反射元件在第一方向上的曲率不等於在第二方向上的曲率。
在一實施例中，第一方向實質上垂直於第二方向。
在一實施例中，光均勻化元件包括至少一透鏡陣列。
在一實施例中，透鏡陣列具有複數個呈陣列排列之矩形透鏡，矩形透鏡短邊的長度除以該矩形透鏡長邊的長度所得到的比值大於光閥之該主動表面短邊的長度除以光閥之該主動表面長邊的長度所得到的比值。
在一實施例中，矩形透鏡短邊的長度除以矩形透鏡長邊的長度所得到的比值實質上等於1。
在一實施例中，透鏡陣列具有複數個呈陣列排列之矩形透鏡，光源包括一矩形發光二極體晶片，且矩形透鏡短邊的長度除以矩形透鏡長邊的長度所得到的比值大致等於矩形發光二極體晶片短邊的長度除以矩形發光二極體晶片長邊的長度所得到的比值。
在一實施例中，矩形發光二極體晶片短邊的長度除以矩形發光二極體晶片長邊的長度所得到的比值實質上等於1。
在一實施例中，第一曲面反射元件位於光均勻化元件與光閥之間。
在一實施例中，投影裝置更包括一第二曲面反射元件，位於光均勻化元件與第一曲面反射元件之間，其中第二曲面反射元件在一第三方向上的曲率不等於在一第四方向上的曲率，且第三方向實質上垂直第四方向。
在一實施例中，投影裝置更包括一反射元件，位於第一曲面反射元件與該光閥之間，其中反射元件將自第一曲面反射元件傳遞出之該照明光束反射至光閥。
在一實施例中，投影裝置更包括一透鏡模組，配置於照明光束的傳遞路徑上，且位於光源與光閥之間，透鏡模組在一第五方向上的屈光度不等於在一第六方向上的屈光度。
在一實施例中，透鏡模組包括一透鏡，且透鏡的至少一表面在第五方向上的曲率不等於在第六方向上的曲率，且照明光束通過該表面，且第五方向實質上垂直於第六方向。
在一實施例中，透鏡模組位於光源與光均勻化元件之間。
在一實施例中，透鏡模組位於光均勻化元件與第一曲面反射元件之間。
在一實施例中，透鏡模組位於第一曲面反射元件與光閥之間。
在一實施例中，投影裝置更包括一投影鏡頭，配置於影像光束之傳遞路徑上。
在一實施例中，投影裝置更包括一內部全反射稜鏡，配置於照明光束的傳遞路徑上，且位於光源與光閥之間，其中內部全反射稜鏡配置於影像光束的傳遞路徑上，且位於光閥與投影鏡頭之間。
在一實施例中，第一曲面反射元件位於光均勻化元件與內部全反射稜鏡之間。
在一實施例中，第一曲面反射元件位於光源與光均勻化元件之間。
在一實施例中，投影裝置更包括一場鏡，配置於照明光束的傳遞路徑上，且位於光均勻化元件與光閥之間，其中場鏡配置於影像光束的傳遞路徑上，且位於光閥與投影鏡頭之間。
在一實施例中，光源適於發出一第一色光、一第二色光以及一第三色光。
在一實施例中，光源更包括一合光元件，配置於第一色光束、第二色光束以及第三色光束的傳遞路徑上，以將第一色光束、第二色光束以及第三色光的傳遞路徑合併。
在一實施例中，光均勻化元件為一光積分柱。
在一實施例中，光源包括一發光二極體或一高壓汞燈。
基於上述，本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例的投影裝置中，由於曲面反射元件可將照明光束所形成的光斑整形為矩形，以配合光閥之主動面的形狀，且光均勻化元件形狀能配合光源所產生的光斑形狀，提高有效收光角度，減少行徑方向偏離數位微反射鏡元件的光束，故能增加照明光束照射至光閥的光量，進而提升投影裝置的光使用效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
第一實施例
圖1A為本發明第一實施例之投影裝置俯視示意圖。請參照圖1A，本實施例之投影裝置100包括光源110、光均勻化元件120、第一曲面反射元件130以及光閥140。
本實施例之光源110適於提供照明光束L。在本實施例中，光源110例如包括矩形發光二極體(light emitting diode,LED)晶片112。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，光源110亦可為發光二極體晶片陣列或高壓汞燈(high pressure mercury lamp)。
圖1B為本發明另一實施例之投影裝置俯視示意圖，與圖1A所示之投影裝置100的光學組件大致相同，除了場鏡。本實施例沒有使用場鏡放置於光閥140的前方。
圖2A之(a)為矩形發光二極體晶片112的正視示意圖。圖2A之(b)顯示出矩形發光二極體晶片112所發出之照明光束L的張角。如圖2A之(a)所示，本實施例之矩形發光二極體晶片112可為正方形發光二極體晶片。如圖2A之(b)所示，此正方形的矩形發光二極體晶片112所發出之照明光束L的張角分佈是呈對稱分佈。詳言之，正方形的矩形發光二極體晶片112所發出之照明光束L在z方向之張角αz 和正方形的矩形發光二極體晶片112所發出之照明光束L在y方向之張角αy 實質上是相等的。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，矩形發光二極體晶片112可為長方形。其發出之照明光束的張角αz 與張角αy 實質上不相等。
請繼續參照圖1A，本實施例之光均勻化元件120配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥140之間。本實施例之光均勻化元件120包括至少一對透鏡陣列(lens array)122、124。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，光均勻化元件亦可為膠合的一對透鏡陣列或具有兩透鏡陣列表面的一體成形透鏡陣列或是光積分柱(light integration rod)。
圖2B之(a)為即透鏡陣列122或124的正視示意圖。請同時參照圖2A之(a)及圖2B之(a)，在本實施例中，透鏡陣列122(及124)具有複數個呈陣列排列之矩形透鏡122’(及124’)，每一矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及124’a)的長度除以每一矩形透鏡122’(及124’)長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值係對應矩形發光二極體晶片112短邊112a的長度除以矩形發光二極體晶片112長邊112b的長度所得到的比值做調整。
舉例而言，矩形發光二極體晶片112短邊112a的長度除以矩形發光二極體晶片112長邊112b的長度所得到的比值實質上等於1，而矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及122’a)的長度除以矩形透鏡122’(及124’)長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值亦可設計為實質上等於1。意即，在本實施例中，矩形發光二極體晶片112可為正方形發光二極體晶片，且矩形透鏡122’亦可對應矩形發光二極體晶片112的形狀調整為正方形透鏡。如此一來，透鏡陣列122(及124)在y方向及z方向上的有效收光角度範圍便相同，而可較習知之長方形透鏡更有效地接收正方形的矩形發光二極體晶片112所發出之張角分佈呈對稱分佈之照明光束L。
圖2B之(b)顯示出本發明一實施例之照明光束L經過透鏡陣列122(及124)後之張角。照明光束L在經過透鏡陣列122(及124)後之張角仍呈對稱分佈。詳言之，照明光束L在經過透鏡陣列122(及124)後在z方向之張角βz 和照明光束L在經過透鏡陣列122(及124)後在y方向之張角βy 實質上是相等的。
本發明之一實施例中，矩形發光二極體晶片112短邊112a的長度除以長邊112b的長度所得到的比值實質上等於矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及124’a)的長度除以長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值，例如3/4或9/16。
請繼續參照圖1A，本實施例之第一曲面反射元件130配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥140的光學路徑之間，以將照明光束L反射至光閥140。更進一步地說，在照明光束L的傳遞路徑上，第一曲面反射元件130位於光均勻化元件120與光閥140之間。值得注意的是，第一曲面反射元件130具有反射表面130a，反射表面130a在方向D1(定義為出射紙面的方向)上的曲率不等於在方向D2上的曲率。另外，在本實施利中，方向D1實質上垂直於方向D2且第一曲面反射元件130為一凹面鏡，然而，本發明不限於此，在其他實施例中，第一曲面反射元件130可為一柱狀鏡(Cylindrical mirror)或一凸面鏡。
圖2C之(a)為本發明一實施例之第一曲面反射元件130的正視示意圖。圖2C之(b)顯示出本發明一實施例之第一曲面反射元件130所反射出之照明光束L的張角。請同時參照圖1A、圖1B、圖2C之(a)及(b)，由於第一曲面反射元件130在方向D1上的曲率不等於在方向D2上的曲率。因此，自光均勻化元件120傳遞出之照明光束L經第一曲面反射元件130反射後，照明光束L之張角分佈呈不對稱分佈。詳言之，如圖2C之(b)所示，照明光束L在經過第一曲面反射元件130反射後在方向D1之張角γ1 和在方向D2之張角γ2 是不相等的。因此，由照明光束L所形成之光斑可被整形為接近光閥140主動表面142之矩形，使照明光束L在照射到光閥140時，光斑與矩形的主動表面142疊合，故第一曲面反射元件130能提升投影裝置100的光使用效率，增加照明光束L照射至光閥140的光量。
請繼續參照圖1A，本實施例之光閥140配置於照明光束L的傳遞路徑上，以將照明光束L轉換為影像光束L’。光閥140具有主動表面142，且主動表面142實質上呈矩形。在本實施例中，光閥140可為數位微反射鏡元件(digital micro-mirror device,DMD)、矽基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)或穿透式液晶面板，但不以此為限。另外，在光閥140前方還可配置一透明保護蓋144以保護光閥140。
圖2D之(a)為光閥140的正視示意圖。圖2D之(b)顯示出自光閥140所發出之影像光束L’的張角。請參照圖2B之(a)及圖2D之(a)，在本實施例中，透鏡陣列122(及124)中的每一矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及124’a)的長度除以每一矩形透鏡122’長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值大於光閥140之主動表面142短邊142a的長度除以光閥140之主動表面142長邊142b的長度所得到的比值。換言之，光閥140之主動表面142的形狀是比矩形透鏡122’被yz平面所截圖形還扁長之矩形。意即，矩形透鏡122’(及124’)被yz平面所截圖形可為正方形，而光閥140之主動表面142可為長方形。
請參照圖2D之(b)，自光閥140所發出之影像光束L’的張角呈不對稱分佈。詳言之，自光閥140所發出之影像光束L’在z方向之張角δz 和在y方向之張角δy 實質上是不相等的。從而，本實施例之投影裝置可在外界螢幕上投射出長寬不相等之影像，例如長寬比為16：9或4：3之影像。
本實施例之投影裝置100可進一步包括透鏡模組150。透鏡模組150配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光源110與光閥140的光學路徑之間，透鏡模組150在方向D3上的屈光度不等於在方向D4上的屈光度。更具體地說，透鏡模組150包括透鏡152，透鏡152例如為雙圓錐透鏡(biconic lens)，且透鏡152的至少一表面152a在方向D3上的曲率不等於在方向D4上的曲率，且照明光束L通過表面152a，且方向D3實質上垂直於方向D4。在本實施例中，透鏡模組150亦可調整自光均勻化元件120傳遞出之照明光束L所形成之光斑，而使自第一曲面反射元件130傳遞出之照明光束L所形成的光斑可更接近光閥140之主動面142的矩形形狀，進而使本實施例之投影裝置100的光使用效率更佳。
另外，本實施例之投影裝置100可進一步包括投影鏡頭160。投影鏡頭160配置影像光束L’之傳遞路徑上。藉由投影鏡頭160，影像光束L’可傳遞至外界之螢幕上，而在外界之螢幕上形成影像以供使用者觀看。除此之外，本實施例之投影裝置100可進一步包括場鏡170。場鏡170配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於光均勻化元件120與光閥140的光學路徑之間，其中場鏡170配置於影像光束L’的傳遞路徑上，且位於光閥140與投影鏡頭160之間。
在本發明之投影裝置中，各光學元件間的配置可有多種變化，並不限於圖1中所示。此外，本發明之投影裝置可進一步包括圖1中未繪示之光學元件，而使本發明之投影裝置中的光學元件配置方式更具有彈性，以符合不同的實際設計需求。以下，列出數種投影裝置中的光學元件配置方式做為示例。以下所列舉之投影裝置具有與第一實施例之投影裝置100類似的功效及優點，於下述段落中便不再重述。
第二實施例
圖3為本發明第二實施例之投影裝置100A的俯視示意圖。請參照圖3，本實施例之投影裝置100A與第一實施例之投影裝置100類似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之投影裝置100A包括一中繼透鏡(relay lens)180。中繼透鏡180可使照明光束L傳遞至第一曲面反射元件130。除此之外，本實施例的透鏡陣列122、124可為一體成形。
第三實施例
圖4為本發明第三實施例之投影裝置100B的俯視示意圖。請參照圖4，本實施例之投影裝置100B與第二實施例之投影裝置100A類似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之投影裝置100B更包括反射元件190，其中反射元件190例如為一反射鏡(mirror)。另外，在本實施例之投影裝置100B中，第一曲面反射元件130配置的位置與在二實施例之投影裝置100A中有所不同。
詳細來說，在本實施例中，第一曲面反射元件130位於光均勻化元件120與中繼透鏡180的光學路徑之間。反射元件190位於中繼透鏡180與光閥140的光學路徑之間，其中反射元件190將自第一曲面反射元件130傳遞出之照明光束L反射至光閥140。換言之，本實施例之反射元件190可將被第一曲面反射元件130反射且穿過中繼透鏡180之照明光束L反射至光閥140上，進而為投影裝置100B所運用。另外，在另一實施例中，亦可加入圖1的透鏡152或是以透鏡152取代中繼透鏡180，以使自第一曲面反射元件130所傳遞出之照明光束L所形成的光斑可更接近光閥140之主動面142的矩形形狀，進而更增進本實施例之投影裝置100B的光使用效率。
第四實施例
圖5為本發明第四實施例之投影裝置100C的俯視示意圖。請參照圖5，本實施例之投影裝置100C與第一實施例之投影裝置100B類似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之投影裝置100C更包括第二曲面反射元件130’，以及中繼透鏡180。
詳言之，第二曲面反射元件130’位於光均勻化元件120與第一曲面反射元件130的光學路徑之間，且中繼透鏡180位於第一曲面反射元件130與第二曲面反射元件130’之間，其中第二曲面反射元件130’在方向D5上的曲率不等於在方向D6上的曲率，且方向D5實質上垂直方向D6。在本實施例中，第二曲面反射元件130’之凹面130’a面向第一曲面反射元件130之凹面130a。照明光束L經過光均勻化模組120後，被第二曲面反射元件130’反射且穿過中繼透鏡180，進而被第一曲面反射元件130反射至光閥140。並且，由於第二曲面反射元件130’在方向D5上的曲率不等於在方向D6上的曲率，因此第二曲面反射元件140’亦可調整照明光束L之光斑形狀，而使照明光束L所形成之光斑形狀更接近光閥140之主動面142的矩形形狀，進而使投影裝置100C的光使用效率更佳。
第五實施例
圖6為本發明第六實施例之投影裝置100D的俯視示意圖。請參照圖6，本實施例之投影裝置100D與第一實施例之投影裝置100類似，惟兩者主要差異之處在於：本實施例之投影裝置100B包括中繼透鏡180以及內部全反射稜鏡(total internal reflection prism,TIR prism)200。此外，本實施例之光均勻化元件120係為一體成形。
在本實施例中，透鏡模組150可位於光均勻化元件120與第一曲面反射元件130之間。本實施例之第一曲面反射元件130位於光均勻化元件120與內部全反射稜鏡200的光學路徑之間。中繼透鏡180位於照明光束L的傳遞路徑上，且位於第一曲面反射元件130與光閥140的光學路徑之間。內部全反射稜鏡200配置於照明光束L的傳遞路徑上，且位於中繼透鏡180與光閥140的光學路徑之間，其中內部全反射稜鏡200配置於影像光束L’的傳遞路徑上，且位於光閥140與投影鏡頭160之間。
本實施例之內部全反射稜鏡200適於將照明光束L反射至光閥140，且適於穿透影像光束L’，以使影像光束L’傳遞至投影鏡頭160。然而，本發明之投影裝置的配置並不限於圖6之投影裝置100D的配置。在其他實施例中，中繼透鏡180與透鏡模組150的位置可對調。此外，其他實施例之投影裝置亦可選擇性地配置透鏡模組150或配置中繼透鏡180。
第六實施例
圖7為本發明第六實施例之投影裝置100E的俯視示意圖。請參照圖7，本實施例之投影裝置100E與第五實施例之投影裝置100D類似，惟兩者主要差異之處在於：在本實施例之投影裝置100E中，光源110之形態與投影裝置100D中之光源110的形態不同。此外，在本實施例之投影裝置100E中，光均勻化元件120配置的方式與在第五實施例中不同。
具體而言，本實例之光源110適於發出第一色光L1、第二色光L2以及第三色光L3。舉例而言，本實例之光源110可包括三個發光二極體晶片113、114、116，發光二極體晶片113、114、116分別發出紅光、綠光、藍光。本實施例之光源110更包括合光元件118。合光元件118配置於第一色光束L1、第二色光束L2以及第三色光束L3的傳遞路徑上，以將第一色光束L1、第二色光束L2以及第三色光L3進行合併。在上述實施例以及下述實施例中，當三個發光二極體晶片113、114、116同時開啟時，第一色光束L1、第二色光束L2以及第三色光束L3便能夠合併成白色光束。此外，三個發光二極體晶片113、114、116可輪流快速地明滅，而使第一色光束L1、第二色光束L2以及第三色光束L3可輪流入射合光元件118。換言之，第一色光束L1、第二色光束L2以及第三色光束L3經過合光元件118後合併為照明光束L。
另外，在本實施例中，第一曲面反射元件130配置在照明光束L之傳遞路徑上，且位於光源110與光均勻化元件120的光學路徑之間。光均勻化元件120配置在照明光束L之傳遞路徑上，且位於第一曲面反射元件130與光閥140的光學路徑之間。由於照明光束L先經過第一曲面反射元件130再經過光均勻化元件120，所以照明光束L在入射光均勻化元件120，光斑已被第一曲面反射元件130整型，因此光均勻化元件120的矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及124’a)的長度除以矩形透鏡122’(及124’)長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值可對應被整形後的光斑的長寬比值做調整。更進一步，第一曲面反射元件130可將光斑整形為光斑的寬長比值實質等於光閥140之主動表面142短邊142a的長度除以光閥140之主動表面142長邊142b的長度所得到的比值，則光均勻化元件120的矩形透鏡122’(及124’)短邊122’a(及124’a)的長度除以矩形透鏡122’(及124’)長邊122’b(及124’b)的長度所得到的比值也可對應設計成等於光閥140之主動表面142短邊142a的長度除以光閥140之主動表面142長邊142b的長度所得到的比值。
第七實施例
圖8為本發明第七實施例之投影裝置100F的俯視示意圖。請參照圖7，本實施例之投影裝置100F與第六實施例之投影裝置100E類似，惟本實施例之投影裝置100F可選擇性地包括透鏡模組150。
綜上所述，本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例中，第一曲面反射元件能將照明光束整形為與光閥之主動表面接近之矩形，以增加照明光束照射在光閥上的光量。如此一來，光均勻化元件之形狀便不需受限於光閥之主動表面之形狀，而可依據光源所發出之照明光束所形成之光斑形狀或發光二極體晶片的形狀做調整，故光源所發出的照明光束可有效地被光均勻化元件接收。由上述可知，整體而言，本發明之實施例中的投影裝置具有良好的光使用效率。本發明的說明書中所提及的(例如：第一方向、第二方向、..)以及第一曲面反射元件、第二曲面反射元件以及其他，皆僅用以表示元件的名稱，並非用來限制元件數量上的上限或下限。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F．．．投影裝置
110．．．光源
112．．．矩形發光二極體晶片
112a．．．矩形發光二極體晶片之短邊
112b．．．矩形發光二極體晶片之長邊
113、114、116．．．發光二極體晶片
118．．．合光元件
120．．．光均勻化元件
122、124．．．透鏡陣列
122’、124’．．．矩形透鏡
122’a、124’a‧‧‧矩形透鏡之短邊
122’b、124’b‧‧‧矩形透鏡之長邊
130、130’‧‧‧曲面反射元件
130a、130’a‧‧‧曲面反射元件之表面
140‧‧‧光閥
142‧‧‧光閥之主動表面
142a‧‧‧光閥之主動表面的短邊
142b‧‧‧光閥之主動表面的長邊
144‧‧‧透明保護蓋
150‧‧‧透鏡模組
152‧‧‧透鏡
152a‧‧‧透鏡之表面
160‧‧‧投影鏡頭
170‧‧‧場鏡
180‧‧‧中繼透鏡
190‧‧‧反射元件
200‧‧‧全反射稜鏡
L‧‧‧照明光束
L’‧‧‧影像光束
L1、L2、L3‧‧‧色光
x、y、z、D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧方向
圖1A繪示本發明第一實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖1B繪示本發明另一實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖2A繪示本發明第一實施例之光源。
圖2B繪示本發明第一實施例之光均勻化模組。
圖2C繪示本發明第一實施例之第一曲面反射元件。
圖2D繪示本發明第一實施例之光閥。
圖3繪示本發明第二實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖4繪示本發明第三實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖5繪示本發明第四實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖6繪示本發明第五實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖7繪示本發明第六實施例之投影裝置的俯視示意圖。
圖8繪示本發明第七實施例之投影裝置的俯視示意圖。
100．．．投影裝置
110．．．光源
112．．．矩形發光二極體晶片
120．．．光均勻化元件
122、124．．．透鏡陣列
130．．．曲面反射元件
130a．．．表面
140．．．光閥
142．．．光閥之主動表面
144．．．透明保護蓋
150．．．透鏡模組
152．．．透鏡
152a．．．透鏡之表面
160．．．投影鏡頭
170．．．場鏡
L．．．照明光束
L’．．．影像光束
x、y、z、D1、D2、D3、D4．．．方向

Claims (25)

  1. 一種投影裝置，包括：一光源，適於提供一照明光束；一光閥，配置於該照明光束的傳遞路徑上，以將該照明光束轉換為一影像光束，其中該光閥具有一主動表面，且該主動表面實質上呈矩形；一光均勻化元件，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間；以及一第一曲面反射元件，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間，以將該照明光束反射至該光閥，其中該第一曲面反射元件在一第一方向上的曲率不等於該第一曲面反射元件在一第二方向上的曲率，其中該照明光束經過該第一曲面反射元件所形成的一光斑的形狀與該光閥的該主動表面形狀實質相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第一方向實質上垂直於該第二方向。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化元件包括至少一透鏡陣列。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之投影裝置，其中該透鏡陣列具有複數個陣列排列之矩形透鏡，該矩形透鏡短邊的長度除以該矩形透鏡長邊的長度所得到的比值大於該光閥之該主動表面短邊的長度除以該光閥之該主動表面長邊的長度所得到的比值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之投影裝置，其中該矩形透鏡短邊的長度除以該矩形透鏡長邊的長度所得到的比值實質上等於1。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之投影裝置，其中該透鏡陣列具有複數個陣列排列之矩形透鏡，該光源包括一矩形發光二極體晶片，且該矩形透鏡短邊的長度除以該矩形透鏡長邊的長度所得到的比值實質上等於該矩形發光二極體晶片短邊的長度除以該矩形發光二極體晶片長邊的長度所得到的比值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影裝置，其中該矩形發光二極體晶片短邊的長度除以該矩形發光二極體晶片長邊的長度所得到的比值實質上等於1。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第一曲面反射元件位於該光均勻化元件與該光閥之間，且在該照明光束的傳遞路徑上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，更包括一第二曲面反射元件，位於該光均勻化元件與該第一曲面反射元件之間，其中該第二曲面反射元件在一第三方向上的曲率不等於該第二曲面反射元件在一第四方向上的曲率，且該第三方向實質上垂直該第四方向。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之投影裝置，更包括一反射元件，位於該第一曲面反射元件與該光閥之間，其中該反射元件將自該第一曲面反射元件傳遞出之該照明光束反射至該光閥。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，更包括一透鏡模組，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間，該透鏡模組在一第五方向上的屈光度不等於在一第六方向上的屈光度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之投影裝置，其中該透鏡模組包括一透鏡，且該透鏡的至少一表面在該第五方向上的曲率不等於在該第六方向上的曲率，且照明光束通過該表面，且該第五方向實質上垂直於該第六方向。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之投影裝置，其中該透鏡模組位於該光源與該光均勻化元件之間。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之投影裝置，其中該透鏡模組位於該光均勻化元件與該第一曲面反射元件之間。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之投影裝置，其中該透鏡模組位於該第一曲面反射元件與該光閥之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，更包括一投影鏡頭，配置於該影像光束之傳遞路徑上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，更包括一內部全反射稜鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光源與該光閥之間，其中該內部全反射稜鏡配置於該影像光束的傳遞路徑上，且位於該光閥與該投影鏡頭之間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之投影裝置，其中該第一曲面反射元件位於該光均勻化元件與該內部全反射稜鏡之間。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之投影裝置，其中該第一曲面反射元件位於該光源與該光均勻化元件之間。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之投影裝置，更包括一場鏡，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且位於該光均勻化元件與該光閥之間，其中該場鏡配置於該影像光束的傳遞路徑上，且位於該光閥與該投影鏡頭之間。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光源適於發出一第一色光、一第二色光以及一第三色光。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之投影裝置，其中該光源更包括一合光元件，配置於該第一色光束、該第二色光束以及該第三色光的傳遞路徑上，以將該第一色光束、該第二色光束以及該第三色光的傳遞路徑合併。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光均勻化元件為一光積分柱。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該光源包括一發光二極體或一高壓汞燈。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該第一曲面反射元件為一凹面鏡或一柱狀鏡。
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