本发明专利技术提供一种用于投影装置的照明系统及包含该照明系统的投影装置。此投影装置包含照明系统和成像系统。照明系统具有多个均匀光线提供装置和光线耦合装置。各该均匀光线提供装置具有光源和锥形光线通道。照明系统用以投射主要光线沿主要光轴行进。锥形光线通道具有光线入口端及对应光线入口端的光线出口端，其中光线入口端具有口径，小于光线出口端的口径；光源邻接光线入口端，使光线入口端收集到少部分光源所投射的光线。光线耦合装置设于多个均匀光线提供装置之间，以引导各锥形光线通道的光线出口端所投射出的光线，进行耦合，并沿主要光轴行进。成像系统，适以接收沿主要光轴行进的耦合光线至图像处理装置，以形成图像。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于投影装置的照明系统；特别涉及包含一种以单色发光二极管为光源，并将之提前均匀化后进行光线耦合的照明系统的投影装置。
技术介绍
为节省电力消耗和装置体积，许多投影装置逐渐采用发光二极管(LED)作为光源。发光二极管具有起动时间短的优点，运用在投影装置中，可解决传统高压汞灯投影装置无法快速开机的问题。此外，将发光二极管运用在颜色循序式的单显像元件投影装置中，以其快速开关的特性，再搭配电子信号的处理，便可消除颜色闪烁的缺陷，及提高全白全黑画面对比；使用红、绿、蓝三色的发光二极管，可主动进行颜色循序，不需使用色轮进行被动颜色循序程序，降低机件复杂度和组装成本；此外，因其属固态光源，不含重金属汞，故也可减少环境污染。公知投影装置的照明系统的主要功能，是将光源经均匀后成像到微显像元件上。进一步而言，在使用高压汞灯作为投影装置的光源101时，由于其发光面积很小，光线经反射罩反射后，即可区分为两种主要处理方式：第一种方式，光源经反射罩103反射得到平行光后，由矩阵透镜组105将之均匀化后，再经一透镜107成像到微显像元件109上，如图1A所示；第二种方式是将光先收集成小于三十度的发散角，经积分柱111将其均匀化后，再经一透镜113成像到微显像元件109，如图1B所示。若欲以上述架构，转用发光二极管作为光源时，由于其光发散角及发光面积很大，就不适用上述架构。另外，使用红、绿、蓝三色分开的发光二极管为光源-->时，必须再将三色光混合，与高压汞灯采连续频谱的架构明显不兼容。公知技术使用发光二极管作为光源的投影装置如图2所示。第一光源201、第二光源203、第三光源205代表红、绿、蓝单色发光二极管。各光源射出的光线行经分色滤镜207和透镜209后，由积分柱211将光线均匀化至特定形状(通常为符合最终屏幕的矩形)，再通过透镜组210射入棱镜213后，再行进入微显像元件215后，再返回棱镜213，接着反射出至投射透镜(图中未示出)。此投影装置2照明系统21的安排，使光线行进所需空间较长，机体小型化目标因此受到限制。另外，光线要达到有效耦合的过程，必须是基于一定程度均匀的色光，方能克竟其功，不致使耦合效率打折扣，进而使最终送入处理的光强度受到影响，连带弱化最终图像的呈现。由于发光二极管是微小点光源，所发散出的光线极散漫(即形成极大的发散角度)，故各色光进入积分柱211前，须经过数度聚焦透镜217加以聚焦后，并加以耦合，且于进入口径极为狭小的积分柱211时，仍需使该聚焦后的光线，对正校准后，才能达成。即便所有条件经过精心安排，各色光均可有效会聚，并可对正校准积分柱211，惟耦合前的光线型态，并不均匀，故使得耦合效果不好，即使通过之后的积分柱211补行均匀化过程，最终呈现合成光线，不论在均匀度或有效光强度上，均仍不理想，自然连带影响最后的成像质量。为使以发光二极管作为光源的投影装置的光源使用效率得以提高，并同时减少投影装置体积，进而增加投影装置的应用性，此领域便亟需一种能符合上述要求的投影装置。
技术实现思路
本专利技术的一个目的就在于提供一种用于投影装置的照明系统，用以投射主要光线(principal light)沿主要光轴(principal axis)行进。此照明系统包含多个均匀光线提供装置和光线耦合装置。各该均匀光线提供装置具有光源和锥形光线通道。光线耦合装置具有光线入口端及对应该光线入口端的-->光线出口端，其中光线入口端具有口径，小于光线出口端的口径，而光源邻接光线入口端，使光线入口端收集至少部分光源所投射的光线。光线耦合装置设于多个均匀光线提供装置之间，以引导各该锥形光线通道的光线出口端所投射出的光线，进行耦合，并沿主要光轴行进。本专利技术的另一目的在于提供一种投影装置。此投影装置包含如前所述的照明系统和成像系统。照明系统具有多个均匀光线提供装置和光线耦合装置。各该均匀光线提供装置具有光源和锥形光线通道。照明系统是用以投射主要光线沿主要光轴行进。锥形光线通道具有光线入口端及对应光线入口端的光线出口端，其中光线入口端具有口径，小于光线出口端的口径；光源邻接光线入口端，使光线入口端收集至少部分光源所投射的光线。光线耦合装置系设于多个均匀光线提供装置之间，以引导各锥形光线通道的光线出口端所投射出的光线，进行耦合，并沿主要光轴行进。成像系统，适以接收沿主要光轴行进的耦合光线至图像处理装置，以形成图像。本专利技术可使用发光二极管为光源的投影光机的照明架构，解决因LED光源面积及光发散角过大，造成光学系统设计不易、集光效率不良、光学架构复杂等问题，此架构顾及以红绿蓝分离的发光二极管为光源时，将三色光均匀化后，再进行合光或会聚等后置处理，使最终出现的合成光线，具有较高的光利用率。在参照附图及随后描述的实施方式后，所属
的技术人员，当可轻易了解本专利技术的基本精神及其它专利技术目的，以及本专利技术所采用的技术手段与较佳实施方式。附图说明图1A为现有技术的照明系统处理示意图；图1B为现有技术的另一照明系统处理示意图；图2为公知投影装置的架构示意图；图3为本专利技术较佳实施例的架构示意图；图4为图3的进一步架构说明图；-->图5为本专利技术最佳实施例的架构示意图；图6为图5的另一变化实施例；以及图7为图6的另一变化实施例。主要元件标记说明101：光源103：反射罩105：矩阵透镜107：透镜109：微显像元件111：积分柱113：透镜21： 照明系统201：第一光源203：第二光源205：第三光源207：分色滤镜209：透镜210：透镜组211：积分柱213：棱镜215：微显像元件217：透镜31： 照明系统311：多个均匀光线提供装置-->3111：光源3112：光线入口端3113：锥形光线通道3114：光线出口端313： 光线耦合装置33： 成像系统331： 图像处理装置41： 第一均匀光线提供装置411： 第一发光二极管413： 第一锥形实心积分柱43： 第二均匀光线提供装置431： 第二发光二极管433： 第二锥形实心积分柱45： 光线耦合装置451： 分色滤镜4531a、4531b：第一透镜4533：第二透镜51： 第一均匀光线提供装置511： 第一发光二极管513： 第一锥形实心积分柱53： 第二均匀光线提供装置531： 第二发光二极管533： 第二锥形实心积分柱55： 第三均匀光线提供装置-->551：第三发光二极管553：第三锥形实心积分柱57 ：光线耦合装置571：第一分色滤镜573：第二分色滤镜5751a、5751b、5751c：第一透镜5753a、5753b：第二透镜61： 反射镜63： 第一中间透镜65： 第二中间透镜71： 十字分色滤镜具体实施方式本专利技术的第一种较佳实施例如图3所示，其披露一种投影装置。此投影装置包含照明系统31和成像系统33。其中照明系统31具有多个均匀光线提供装置311和光线耦合装置313；成像系统33包含图像处理装置331、投射透镜(图中未示出)和屏幕(图中未示出)等。各该均匀光线提供装置311具有光源3111和锥形光线通道3113。锥形光线通道3113是由实心积分柱(integration rod)或空心光线通道(light tunnel)所界定。照明系统31用以投射主要光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于投影装置的照明系统，用以投射主要光线沿主要光轴行进，其特征是该照明系统包含：多个均匀光线提供装置，各该均匀光线提供装置具有：光源；锥形光线通道，其具有光线入口端及对应该光线入口端的光线出口端，其中该光线入口端 具有口径，小于该光线出口端的口径；该光源邻接该光线入口端，使该光线入口端收集到部分该光源所投射的光线；光线耦合装置，设于该多个均匀光线提供装置之间，以引导各该锥形光线通道的光线出口端所投射出的光线，进行耦合，并沿该主要光轴行进。
【技术特征摘要】
1.一种用于投影装置的照明系统，用以投射主要光线沿主要光轴行进，其特征是该照明系统包含：多个均匀光线提供装置，各该均匀光线提供装置具有：光源；锥形光线通道，其具有光线入口端及对应该光线入口端的光线出口端，其中该光线入口端具有口径，小于该光线出口端的口径；该光源邻接该光线入口端，使该光线入口端收集到部分该光源所投射的光线；光线耦合装置，设于该多个均匀光线提供装置之间，以引导各该锥形光线通道的光线出口端所投射出的光线，进行耦合，并沿该主要光轴行进。2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征是该锥形光线通道具有实质上呈矩形的截面。3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征是该多个均匀光线提供装置，包含第一均匀光线提供装置及第二均匀光线提供装置；该第一均匀光线提供装置具有第一光源及第一锥形光线通道，该第二均匀光线提供装置具有第二光源及第二锥形光线通道。4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征是该光线耦合装置具有：分色滤镜，设于该主要光轴上，用以反射自该第二锥形光线通道投射而出的光线，沿该主要光轴行进；及集光装置，该集光装置具有至少一个透镜，设于该主要光轴上，将沿该主要光轴行进的光线有效汇聚。5.根据权利要求4所述的照明系统，其特征是该集光装置具有二个透镜，分设于该分色滤镜的两侧。6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征是该集光装置还包含一个透镜，设于该第二锥形光线通道的光线出口端。7.根据权利要求2所述的照明系统，其特征是该多个均匀光线提供装置，包含第一均匀光线提供装置、第二均匀光线提供装置及第三均匀光线提供装置；该第一均匀光线提供装置具有第一光源及第一锥形光线通道，该第二均匀光线提供装置具有第二光源及第二锥形光线通道，该第三均匀光线提供装置具有第三...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺强，
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：71[中国|台湾]
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