TWI546607B - 鐳射投影裝置 - Google Patents

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Description

鐳射投影裝置
本發明涉及一種投影裝置，尤其涉及一種鐳射投影裝置。
鐳射投影儀係一種新型的投影設備，因其投影出的圖像具有更大的色域、更高的亮度、對比度以及色飽和度，已受到人們的廣泛關注。
傳統的鐳射投影儀係將利用三種基礎色光的鐳射發光二極體發出的鐳射光束直接射向分光鏡，經由分光鏡的光線再進行混光，然後藉由光電調節裝置將光信號調製成圖像信號顯示在螢幕上。
由於傳統的鐳射投影儀係利用三個鐳射二極體來作為鐳射光源，從而增加了整個鐳射投影裝置的體積及生產成本。
有鑒於此，有必要提供一種投影效果較好的鐳射投影裝置。
一種鐳射投影裝置，包括至少一藍光鐳射晶粒、至少一紅光鐳射晶粒、至少一綠光鐳射晶粒以及位於該等鐳射發光晶粒出光路徑上的分光鏡，所述鐳射投影裝置還包括一基板，所述鐳射發光晶粒設置於基板上，所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束分別入射至分光鏡，經由所述分光鏡反射的鐳射光束均勻混合後射出。
本發明的鐳射投影裝置，所述三個鐳射發光晶粒均設置於同一基 板上，與傳統的採用三個三原色的鐳射二極體來實現投影的技術相比，本案中的鐳射投影裝置體積更小，成本更低。
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光晶粒
21‧‧‧藍光鐳射晶粒
22‧‧‧紅光鐳射晶粒
23‧‧‧綠光鐳射晶粒
30‧‧‧透鏡結構
31‧‧‧主體部
33‧‧‧第一聚光部
35‧‧‧第二聚光部
40‧‧‧分光鏡
41、43、45‧‧‧分光片
100‧‧‧鐳射投影裝置
圖1為本發明第一實施例的鐳射投影裝置的結構示意圖。
圖2為本發明第一實施例的鐳射投影裝置中的鐳射晶粒的光路示意圖。
圖3為本發明第二實施例的鐳射投影裝置中的鐳射晶粒的光路示意圖。
請參閱圖1及圖2，本發明的鐳射投影裝置100包括一基板10、設置於基板10上的複數發光晶粒20、設置於發光晶粒20一側、且位於發光晶粒20出光路徑上的分光鏡40以及設置於該等發光晶粒20與分光鏡40之間的透鏡結構30。
所述基板10為一平整的板體，其一側表面上設置有電路結構(圖未示)。本實施例中，所述基板10可由矽樹脂或環氧樹脂等絕緣材料製成。
所述發光晶粒20均為鐳射發光晶粒，其依次間隔排列於基板10設置有電路結構的一側表面，且與基板10上相應的電路電性連接。藉由控制所述相應的電路藉由的電流，即可調節各個發光晶粒的亮度。所述發光晶粒20用以產生顯示所需顏色的鐳射光束。所述發光晶粒20包括一藍光鐳射晶粒(B)21、一紅光鐳射晶粒(R)22以及一綠光鐳射晶粒(G)23。所述藍光；鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23位於同一直線上 。本實施例中，所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22、綠光鐳射晶粒(G)23沿基板10的橫向依次間隔設置於基板10的一端表面。當然，在其他實施例中，所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23設置的順序及方向不受限制。
所述透鏡結構30與所述發光晶粒20間隔設置，且位於所述發光晶粒20的出光路徑上。所述透鏡結構30用折射率一致的材料製成，其用以將所述發光晶粒20發出的鐳射光束折射。
所述透鏡結構30包括一主體部31以及分別自該主體部31相對兩側表面向外凸設的複數第一聚光部33以及複數第二聚光部35。本實施例中，所述第一聚光部33、第二聚光部35均一體延伸形成於所述主體部31上。
所述主體部31呈長方體狀，其縱向延伸的方向與所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23依次排列的方向平行。所述第一聚光部33呈半球狀，其間隔外凸於所述主體部31朝向所述發光晶粒20的一側表面。本實施例中，所述第一聚光部33的數量為3個。所述第一聚光部33依次與藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23一一正對設置。所述第一聚光部33弧狀的外表面用以將與之對應的晶粒發出的鐳射光束進行折射，從而改變與之對應的晶粒發出的鐳射光束的傳播方向，進而避免不同晶粒發出的光線在空間產生交叉干涉。優選地，所述發光晶粒20發出的鐳射光束經由與之對應的第一聚光部33的弧狀的外表面折射後，形成平行光束。當然，所述第一聚光部33的外表面也可以為其他形狀的粗糙面， 只要其能將自所述發光晶粒20發出的鐳射光束折射後，不會在空間上產生交叉即可。
所述第二聚光部35與第一聚光部33的形狀、尺寸均相同。所述第二聚光部35間隔地外凸於所述主體部31遠離所述發光晶粒20一側的表面上，且與所述第一聚光部33對稱。本實施例中，所述第二聚光部35的個數為3個。所述第二聚光部35弧狀的外表面用以將自與之對應的第一聚光部33折射後的形成的平行光束聚焦於所述分光鏡40上。於其他實施例中，所述第一聚光部33及第二聚光部35也可以為菲涅爾透鏡。
所述分光鏡40包括間隔且平行設置的分光片41、43、45。所述分光片41、43、45自靠近所述透鏡結構30的方向向遠離透鏡結構30的方向依次設置。所述分光片41、43、45傾斜設置於基板10的表面上，且所述分光片41、43、45傾斜的方向與所述基板10縱向延伸的方向之間的夾角為45度。本實施例中，所述分光片41、43、45自基板10縱向延伸方向的左上角向右下角方向傾斜設置。優選地，所述發光晶粒20發出的光線經由對應的第二聚光部35折射後，聚焦於所述對應的分光片41、43、45上。
所述分光片41能夠將綠光鐳射晶粒(G)23發出的綠色及其周邊波長的鐳射光束反射，而使除此之外的其他波段的光束透過。所述分光片43能將紅光鐳射晶粒(R)22發出的紅色及其周邊波長的鐳射光束進行反射，而使除此之外的其他波段的光透過。所述分光片45能將藍光鐳射晶粒(B)21發出的藍色及其周邊波長的鐳射光束進行反射，而使除此之外的其他波段的光透過。
所述鐳射投影裝置100工作時，所述藍光鐳射晶粒21(B)發出的 藍色鐳射光束經過與之對應的第一聚光部33折射後形成平行光束。這部分平行光束經由主體部31入射至與第一聚光部33對稱的第二聚光部35。所述第二聚光部35將入射至其上的平行的藍色鐳射光束進行會聚於所述分光片45上，會聚的光束經由分光片45反射向下一次透過分光片43、41。
所述紅光鐳射晶粒(R)22發出的紅色鐳射光束經過與之對應的第一聚光部33折射後形成平行的鐳射光束。這部分平行的紅色鐳射光束經由主體部31入射至與第一聚光部33對稱的第二聚光部35。所述第二聚光部35將入射至其上的光線會聚於所述分光片43上，並經由所述分光片43反射向下透過分光片41。
所述綠光鐳射晶粒(G)23發出的綠色鐳射光束經過與之對應的第一聚光部33折射後形成平行的鐳射光束。這部分平行光束沿著主體部31射向與第一聚光部33對稱的第二聚光部35。所述第二聚光部35將入射至其上的光線會聚於所述分光片41，並經由所述分光片41向下反射。而這部分綠色鐳射光束經分光片41反射後與垂直向下透過分光片41、43的藍光鐳射光束以及垂直向下透過分光片41的紅光鐳射光束混合均勻後出射。所述混合後的光經過調製，即可形成所需的圖像信號。
在第二實施例中，請參見圖3，所述鐳射投影裝置100中，所述透鏡結構30遠離所述鐳射晶粒的一側表面也可以不設置所述第二聚光部35。即，所述透鏡結構30遠離所述鐳射晶粒的一側表面為一豎直的平面。因此，在本實施例中，所述鐳射發光晶粒20發出的鐳射光束經由與之對應的第一聚光部33折射後形成平行的鐳射光束，直接自主體部31出射。所述平行的鐳射光束經由與之對應的 分光片41、43、45發射後，混合成平行的鐳射光束射出。射出的平行光束可再經由外部的聚光透鏡(圖未示)會聚後以方便使用。本實施例中的所述鐳射發光晶粒20發出的光線由於受到第一聚光部33的折射後形成平行光線，從而減少了不同鐳射光束之間的交叉，進而減少了不同鐳射光束之間的干涉現象，從而提升了鐳射投影裝置100的投影品質。
本發明的鐳射投影裝置100，一方面，由於將所述能夠發出三種基本色的鐳射晶粒結合於基板10上，而並非採用傳統的三個鐳射二極體來作為鐳射光源，從而減小了整個鐳射投影裝置100的體積，且降低了成本；另一方面，由於所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23的出光路徑上設置有透鏡結構30，藉由該透鏡結構30的第一聚光部33的折射，減小了各個不同的鐳射光束之間的干涉，再經由第二聚光部35的聚焦作用，使得入射至分光鏡40上的鐳射光斑亮度更高，進而使得混合後的光的噪音較小，從而提升了鐳射投影裝置100的投影品質；再者，本發明的鐳射投影裝置100中，由於所述藍光鐳射晶粒(B)21、紅光鐳射晶粒(R)22以及綠光鐳射晶粒(G)23共同結合於所述基板10的表面，因此只需要一個透鏡結構30，即可實現對每個晶粒發出的鐳射光束進行折射處理，從而進一步減小了鐳射投影裝置100的體積，同時也減少了製造成本。
10‧‧‧基板
20‧‧‧發光晶粒
21‧‧‧藍光鐳射晶粒
22‧‧‧紅光鐳射晶粒
23‧‧‧綠光鐳射晶粒
30‧‧‧透鏡結構
31‧‧‧主體部
33‧‧‧第一聚光部
35‧‧‧第二聚光部
40‧‧‧分光鏡
41、43、45‧‧‧分光片
100‧‧‧鐳射投影裝置

Claims (9)

  1. 一種鐳射投影裝置，包括至少一藍光鐳射晶粒、至少一紅光鐳射晶粒、至少一綠光鐳射晶粒以及位於該等鐳射發光晶粒出光路徑上的分光鏡，其改良在於：所述鐳射投影裝置還包括一基板，所述鐳射發光晶粒設置於基板上，所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束分別入射至分光鏡，經由所述分光鏡反射的鐳射光束均勻混合後射出，還包括位於所述鐳射發光晶粒出光路徑上的透鏡結構，所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束先經由透鏡結構折射後再分別入射至分光鏡，所述透鏡結構上設置有複數第一聚光部，所述第一聚光部間隔設置於所述透鏡結構朝向所述鐳射發光晶粒的一側表面，所述第一聚光部用以將所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束折射後形成平行光束，以避免形成光的干涉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第一聚光部與所述鐳射發光晶粒一一正對設置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第一聚光部自所述透鏡結構朝向所述鐳射發光晶粒凸設形成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第一聚光部呈半球狀。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任意一項所述的鐳射投影裝置，其中：所述透鏡結構遠離所述鐳射發光晶粒的側面上設置有複數第二聚光部，所述第二聚光部用以將入射至其上的鐳射光束聚焦。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的鐳射投影裝置，其中：所述分光鏡包括複數與所述鐳射發光晶粒對應設置的分光片，所述第二聚光部將所述鐳射發光晶粒發出的鐳射光束分別聚焦於與鐳射發光晶粒對應的分光片上。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第二聚光部間隔設置於所述透鏡結構上，且與所述第一聚光部對稱設置。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的鐳射投影裝置，其中：所述第一聚光部及第二聚光部均為菲涅爾透鏡。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的鐳射投影裝置，其中：所述分光鏡傾斜設置於所述基板上，且所述分光鏡的傾斜方向與所述基板縱向延伸的方向之間的夾角為45度。
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