光积分模块及其适用的光学系统技术方案

本发明专利技术公开一种光积分模块及其适用的光学系统，该光学系统包括光源及光积分模块。光积分模块包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件覆盖于光积分柱的入口。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。其中，入射光穿透抗反射层，并沿光通路径穿透光学组件，再入射于光积分柱的入口。

【技术实现步骤摘要】
光积分模块及其适用的光学系统本申请是申请人为“台达电子工业股份有限公司”、申请日为2014年12月05日、优先权日为2014年01月16日、申请号为201410737239.7、专利技术名称为“光积分模块及其适用的光学系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种光积分柱，尤指一种可防止灰尘覆盖于光积分柱入口的光积分模块及其所适用的光学系统。
技术介绍
近年来，各式各样的投影机被广泛地应用于各种不同的影像用途。举例而言，投影机可在教室、会议室、研讨室或家庭剧院等场所举办演讲、主持会议或进行课程教学。通过投影机的处理，由影像信号源所提供的影像信号可被放大并显示于投影屏幕上。图1为常用的数字光处理(digitallightprocessing,DLP)投影系统中光由灯具到投影镜头的路径示意图。如图1所示，投影系统1包括灯具11、光积分柱12(例如，光通道)、中继透镜组13、全内部反射棱镜14(totalinternalreflectionprism,TIRprism)、数字微镜装置15(digitalmicro-mirrordevice,DMD)以及投影镜头16。具有椭圆形反射镜的灯具11输出光束11a，并将光束11a汇聚到光积分柱12内。通过光积分柱12进行均匀化的光束11a穿透中继透镜组13以及全内部反射棱镜14，接着入射于数字微镜装置15上。然后，数字微镜装置15将经过均匀化的光进行调控并通过投影镜头16投射于屏幕(未图示)上。图2为光汇聚于光积分柱入口表面的示意图。如图1所示，通常在使用光积分柱12时会在入口表面及出口表面涂布抗反射层，以增加光穿透率。由于从灯具11所发出的汇聚光束11a会聚焦于光积分柱12的入口表面121，使光积分柱12的入口表面121的表面温度相对较高。因此，对形成于光积分柱12的入口表面121的抗反射涂层而言，耐高温是重要的。随着灯具11的功率的增加，光积分柱12的入口表面121的温度亦大幅的升高，且随着投影系统1使用越久，灰尘越可能附着于光积分柱12的表面。由于灰尘会吸收热量使灰尘附着处的表面温度上升，可能造成抗反射涂层受损，因此，为解决此问题，通常会移除抗反射涂层。然而，移除抗反射层会使光积分柱12的光穿透率下降，造成光通量降低。一般来说，玻璃的折射系数大约为1.5，根据菲涅耳方程式(Fresnelequations)可知，未涂布抗反射涂层的玻璃大约有4％的反射率。同样根据菲涅耳方程式可知，一般涂布合适的抗反射涂层可将反射率减少至1％以下。换言之，若移除光积分柱12的抗反射涂层，光学系统会损失大约3％的光通量。有鉴于此，如何发展一种光积分模块及其适用的光学系统，以解决常用技术的缺失，实为本领域技术人员目前迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光积分模块及其适用的光学系统，通过将具有较大表面积的光学组件设置于光积分柱的入口，以解决常用的光积分柱因光源效率提升，而无法保留抗反射涂层的问题，或者因灰尘堆积使抗反射涂层过热受损的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种光积分模块及其适用的光学系统，将具有较大表面积的透光元件设置于光积分柱的入口，以增加入射于抗反射层的入射面积，降低光的密度以及抗反射涂层的工作温度，借以保留抗反射层并防止抗反射层受损，达到提升光积分模块整体光通率的优点。根据本专利技术的构想，本专利技术的一较广实施样式为提供一种光积分模块，包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件覆盖于光积分柱的入口。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。其中，入射光穿透抗反射层，并沿光通路径穿透光学组件，再入射于光积分柱的入口。根据本专利技术的构想，本专利技术的另一较广实施样式为提供一种光学系统，包括光积分模块及光源。光积分模块包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件覆盖于光积分柱的入口前方。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。光源提供入射光入射于抗反射层。其中，入射光穿透抗反射层，并沿光通路径穿透光学组件，再入射于光积分柱的入口。根据本专利技术的构想，本专利技术的又一较广实施样式为提供一种光积分模块，包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件光耦合于光积分柱的入口。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。其中，光学组件设置于光通路径的上游，光积分柱设置于光通路径的下游，入射光穿透抗反射层并沿该光通路径传输。本专利技术的光积分模块及其适用的光学系统通过将具有较大表面积的光学组件设置于光积分柱的入口的前方，使光源入射于抗反射层的面积增加，降低光的密度以及抗反射层的工作温度，由此，在提升光源的功率的同时可保留抗反射层，达到提升光积分模块整体的光通率的优点。此外，通过光源入射于抗反射层的面积增加，使堆积于抗反射层表面的灰尘适度的分散，避免抗反射层过热受损，达到维持光积分模块整体光通率的优点。附图说明图1为常用的数字光处理投影系统中光由灯具到投影镜头的路径示意图。图2为光汇聚于光积分柱入口表面的示意图。图3为本专利技术较佳实施例的光学系统的光路径示意图。图4A为本专利技术的具有平凸光学透镜的光积分模块的示意图。图4B为本专利技术的具有平板玻璃的光积分模块的示意图。图4C为本专利技术的另一具有平凸光学透镜的光积分模块的示意图。图4D为本专利技术的另一具有平板玻璃的光积分模块的示意图。图4E为本专利技术又一较佳实施例的光积分模块的示意图。其中，附图标记说明如下：1：投影系统2：光学系统11、21：灯具11a、21a：光束12、220：光积分柱121：入口表面13、23：中继透镜组14、24：全内部反射棱镜15、25：数字微镜装置16、26：投影镜头22：光积分模块221：光学组件2210：透光元件2211：固定元件222：抗反射层C：空间E1：入口E2：出口R：光通路径S1：透光表面S2：背表面S3：内部表面S4：接合面具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的样式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图式在本质上是当作说明的用，而非架构于限制本专利技术。请参阅图3并配合图4A、图4B、图4C、图4D以及图4E，图3为本专利技术较佳实施例的光学系统的光路径示意图，图4A为本专利技术的具有平凸光学透镜的光积分模块的示意图；图4B为本专利技术的具有平板玻璃的光积分模块的示意图；图4C为本专利技术的另一具有平凸光学透镜的光积分模块的示意图；图4D为本专利技术的另一具有平板玻璃的光积分模块的示意图；以及图4E为本专利技术又一较佳实施例的光积分模块的示意图。如图3及图4A所示，光学系统2(或称投影系统)包括光源21、光积分模块22、中继透镜组23、全内部反射棱镜24、影像产生装置25以及投影镜头26。光源21可为灯具、发光二极管模块(light-emittingdiode,LED)或激光模块，用以提供汇聚的光束21a，使光束21a汇聚于光积分模块22。影像产生装置25可为数字微镜装置。接着，经由光积分模块22进行均匀化的光束21a依序穿透中继透镜组2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光积分模块，用于投影系统，该投影系统包括一光源以提供一入射光,且该入射光为汇聚光束，该光积分模块包括：一光积分柱，具有一入口；一光学组件，覆盖于该光积分柱的该入口，且该光学组件具有一透光表面，其中该透光表面的一表面积大于该光积分柱的该入口的一截面积；以及一抗反射层，形成于该透光表面，该抗反射层直接接触并完全覆盖该透光表面，且该透光表面上仅形成该抗反射层；其中，该入射光穿透该抗反射层，并沿一光通路径穿透该光学组件，再入射于该光积分柱的该入口；以及该光学组件为一平凸光学透镜，且该透光表面为一凸面。

【技术特征摘要】
2014.01.16 US 61/928,0871.一种光积分模块，用于投影系统，该投影系统包括一光源以提供一入射光,且该入射光为汇聚光束，该光积分模块包括：一光积分柱，具有一入口；一光学组件，覆盖于该光积分柱的该入口，且该光学组件具有一透光表面，其中该透光表面的一表面积大于该光积分柱的该入口的一截面积；以及一抗反射层，形成于该透光表面，该抗反射层直接接触并完全覆盖该透光表面，且该透光表面上仅形成该抗反射层；其中，该入射光穿透该抗反射层，并沿一光通路径穿透该光学组件，再入射于该光积分柱的该入口；以及该光学组件为一平凸光学透镜，且该透光表面为一凸面。2.如权利要求1所述的光积分模块，其中该光学组件还具有一背表面，该背表面与该透光表面相对，且该背表面与该光积分柱的该入口接触，使入射于该抗反射层的该入射光穿透该透光表面并沿该光通路径穿透该背表面，再入射于该入口。3.如权利要求1所述的光积分模块，其中该光学组件还具有与该透光表面相对的一接合面，该接合面与该光积分柱的该入口相组接，且该光学组件的该接合面的一截面积等于该光积分柱的该入口的该截面积，使该光学组件构成一渐缩结构。4.如权利要求3所述的光积分模块，其中该光积分柱还具有与该入口相对的一出口，该光积分柱的该入口的该截面积大于该出口的一截面积，该光学组件的一外周面与该光积分柱的一外周面齐平，使该光学组件及该光积分柱共同构成一渐缩结构。5.如权利要求1所述的光积分模块，其中该光学组系通过一黏着剂与该光积分柱接合。6.如权利要求1所述的光积分模块，其中该光学组件与该光积分柱一体成型。7.如权利要求1所述的光积分模块，其中该光学组件还包括一透光元件及一固定元件，该透光元件具有与该透光表面相对的一内部表面，且该透光元件固设于该固定元件，该固定元件固设于该光积分柱，并通过该固定元件、该透光元件及该光积分柱定义形成一空间。8.一种光学系统，用于投影系统，包括：一光积分模块，包括：一光积分柱，具有一入口；一光学组件，覆盖于该光积分柱的该入口前方，且该光学组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71