减少杂散光的投影装置及方法制造方法及图纸

本公开涉及减少杂散光的投影装置及方法。本发明专利技术提供一种投影装置，具有影像光束及暗态光，其特征在于包括镜头模组、聚光元件以及遮光元件，其中所述聚光元件会聚所述影像光束而进入所述镜头模组，所述遮光元件设置在所述镜头模组及所述聚光元件之间，以阻挡所述暗态光。

【技术实现步骤摘要】
减少杂散光的投影装置及方法
本专利技术涉及投影装置之领域。特别是，本专利技术涉及利用机构件模具成型而改善投影的杂散光现象的投影装置及方法。
技术介绍
数字光学处理(DigitalLightProcessing，DLP)投影机是一种特殊光源调变方式的投影显示器，是由德州仪器公司(TexasInstruments，TI)所发展出来的新型投影系统，其最大特色是为一全数字反射式投影机，不仅能使投影影像更为细致，同时能有效缩小投影机的体积与重量。由于DLP投影机的结构简单，更有利于微型投影机的发展。投影机的微小化要从光学系统着手，包括光源与光学引擎都必须微小化，光学路径也因而缩短，而面板或光学元件也必须配合缩小尺寸。如何达到投影机微小化，并抑制杂讯的发生，是目前投影机微小化的重要议题。DLPTM技术是以一种微机电元件，即数字微镜装置(DigitalMicromirrorDevice，简称DMD)，为基础。DMD是在半导体晶片上布置一个由微镜片所组成的矩阵，每一个微镜片控制投影画面中的一个像素。DMD微晶片上面的微镜片可以接受电子信号代表的资料字元，然后产生光学字元输出。DLP投影机的光学系统架构如图1所示，是由光源10、色轮12、积分器14、聚光镜16、反射镜18、数字微镜装置20(DigitalMicromirrorDevice，DMD)及镜头22所组成。如图中所示，镜头22由多个透镜组组装而成。光源10产生的光束经过光罩集光后，经由色轮12产生不同颜色的光线、通过积分器14均匀化后，被聚光镜16聚集后进入反射镜18，最后入射到数字微镜装置20上。数字微镜装置20将入射光反射至镜头22，使进入镜头22的光线投影到屏幕24上。利用数字微镜装置上微镜镜面的偏转，可使入射光产生不同角度的反射偏折，而达到反射光点明暗的效果。一般而言，数字微镜装置的转动角度介于+10～-10度之间。当数字微镜装置接收一亮态信号时，数字微镜装置中的反射镜转动约+10度，使反射光进入镜头而投影在屏幕上，形成亮态(Onstate)的光点。而当数字微镜装置接收一暗态信号时，数字微镜装置中的反射镜转动约-10度，使反射光不再进入镜头的接收范围内，在屏幕上不产生光点，即暗态(Offstate)。除此之外，若数字微镜装置未转动或转动角度为0度时，即呈现平态(Flatstate)。继续参照图1，当光线26a经由数字微镜装置20的转动成为光线26b进入镜头22，此时光线投射至屏幕24的有效区。而当数字微镜装置20以特定角度转动而令光线28a反射成为光线28b的方向时，则光线28b不进入镜头22内，但会在屏幕24以外形成无效区。当投影机尺寸越小时，聚光镜越接近数字微镜装置，此时多数的暗态光及平态光会被聚光镜反射，图1中的光线28b被聚光元件16反射而成为28c的方向，通过镜头后在屏幕外侧出现严重的杂散光。杂散光为一倒影现象，在屏幕以外的无效区出现一整片亮区，影响了投影的成像品质。为解决此一杂散光区所造成的困扰，其中一种方式是在数字微镜装置的周围部件予以消光处理，藉由增加表面粗糙来减少强烈的反光，但并不能完全消除反光，只是让数字微镜装置的周围看起来较暗而已；另一种方式是提升数字微镜装置镜面的平整度，大幅减少不必要的杂散光，但成本较为昂贵；还有一种方式是在数字微镜装置的周围以挡板的方式将光线隔离，虽然避免了数字微镜装置的周围的其他电子元件的反射，但因为杂散光仍然投射于数字微镜装置的周围，依旧不能完全消除反光，而且挡板也需要额外组装，提高了系统组装的复杂度。有鉴于此，在现有DLP的架构下，提供一种组装简单且成本低的投影装置，以有效减少杂散光的现象，已成为本领域等待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于上述专利技术背景，本专利技术之主要目的是利用遮光元件遮挡投影时的暗态光及平态光，减少投影时的杂散光。本专利技术中提供一种投影装置，具有影像光束及暗态光，其特征在于包括：镜头模组；聚光元件；数字微镜装置，提供所述影像光束而进入所述镜头模组；以及遮光元件，设置在所述数字微镜装置及所述聚光元件之间，以阻挡所述暗态光。本专利技术的投影装置还包括光源、多个彩色滤光片以及积分器，光源发出的光束经过彩色滤光片后再被积分器均匀化而入射至数字微镜装置。数字微镜装置中具有包含多个微镜的微镜阵列，接收影像光束后使微镜转动，将影像光束切换为暗态光。数字微镜装置还能以不同角度转动而将影像光束切换为平态光，在本专利技术的投影装置中，平态光同样能受到遮光元件的阻挡。根据本专利技术，遮光元件与聚光元件一体成型，不需要额外组装，而且能够运用在布同的投影机架构中，包括全内反射(TIR)架构、反向全内反射(RTIR)架构、反射镜式(Mirrortype)架构及场镜(fieldlens)架构。本专利技术还提供一种投影装置，具有影像光束及暗态光，其特征在于包括：镜头模组；聚光元件，会聚所述影像光束而进入所述镜头模组；以及遮光元件，设置在所述镜头模组及所述聚光元件之间，以阻挡所述暗态光。本专利技术的较佳实施例中，提供了多种投影装置的实施式样，包括具有单一遮光元件的投影装置与具有多个遮光元件的投影装置。在一实施方式中，单一的遮光元件位于聚光元件与数字微镜装置之间，而在另一实施方式中，单一的遮光元件位于聚光元件与镜头模组之间。此外，本专利技术中具有多个遮光元件的投影装置又包括对称的遮光元件与不对称的遮光元件两种配置方式。本专利技术投影装置的上述各种配置方式均能有效地遮挡来自数字微镜装置的暗态光及平态光。本专利技术还提供一种在投影装置中减少暗态光的投影方法，所述投影装置包括镜头模组、聚光元件以及数字微镜装置，其特征在于所述方法包括在所述聚光元件及所述数字微镜装置之间或所述镜头模组及所述聚光元件之间，设置遮光元件，以阻挡所述暗态光。数字微镜装置还能以不同角度转动而将影像光束切换为平态光，平态光与暗态光都会构成投影时的杂散光，在本专利技术的投影方法中，平态光同样能受到遮光元件的阻挡。藉由在聚光元件及数字微镜装置之间或镜头模组及聚光元件之间设置遮光元件，本专利技术投影装置不但可以遮挡数字微镜装置产生的暗态光，同时也可以遮挡数字微镜装置产生的平态光，解决投影时屏幕外杂散光的问题，尤其是在投影装置体积缩小时更能发挥其优势。另外，本专利技术遮光元件与聚光元件一体成型，组装上相对简单，还可节省制造成本。附图说明图1显示DLP投影机的光学系统架构；图2显示本专利技术投影装置的第一较佳实施例；图3显示本专利技术投影装置的第二较佳实施例；图4显示本专利技术投影装置的第三较佳实施例；图5(a)及5(b)分别显示图2及图4中机构件、遮光元件与聚光镜组合的示意图；图6显示本专利技术投影装置的第四较佳实施例；图7显示本专利技术投影方法的流程图；图8显示一般投影装置的杂散光图及投影效果，其中图8(a)为暗态光的杂散光图、图8(b)为平态光的杂散光图、图8(c)为屏幕之投影效果；以及图9显示本专利技术投影装置的杂散光图及投影效果，其中图9(a)为暗态光的杂散光图、图9(b)为平态光的杂散光图、图9(c)为屏幕之投影效果。具体实施方式随后，本专利技术系配合所附图式、并利用本专利技术较佳实施例详细说明如下。本专利技术，然而，也可以具有不同形式之较佳实施例，并且，应不仅限于本专利技术说明之较佳实施例。相对于此，本专利技术较佳实施例之揭露系尽可能充分及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影装置，具有影像光束及暗态光，其特征在于包括：镜头模组；聚光元件；数字微镜装置，提供所述影像光束而进入所述镜头模组；以及遮光元件，设置在所述数字微镜装置及所述聚光元件之间，以阻挡所述暗态光。

【技术特征摘要】
1.一种投影装置，具有影像光束及暗态光，其特征在于包括：光源，配置用于发出光束；镜头模组；聚光元件，配置用于会聚所述光源发出的所述光束；数字微镜装置，配置用于接收所述聚光后的所述光源发出的光束并提供所述影像光束而进入所述镜头模组；以及第一遮光元件，不位于所述光源发出的所述光束的行进路径和所述影像光束进入所述镜头模组的路径上，而设置在第一位置及第二位置两者其中之一，其中所述第一位置位在所述镜头模组及所述聚光元件之间，所述第二位置位在所述数字微镜装置及所述聚光元件之间，以阻挡所述暗态光。2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于还包括：多个彩色滤光片以及积分器，所述光源发出的所述光束经由所述彩色滤光片后再以所述积分器均匀化而入射至所述数字微镜装置，所述数字微镜装置具有包含多个微镜的微镜阵列，并于接收所述聚光后的光束时转动，使每一微镜的所述影像光束切换成为所述暗态光。3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于所述数字微镜装置还配置用于将所述影像光束切换成为平态光。4.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于还包括第二遮光元件，不位于所述影像光束进入所述镜头模组的路径上，并设置在所述第一位置及所述第二位置中与所述第一遮光元件不同的另一者，以阻挡所述暗态光。5.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于还具有平态光，所述第一遮光元件与所述第二遮光元件均配置用于阻挡所述暗态光及所述平态光。6.如权利要求5所述的投影装置，其特征在于所述第一遮光元件与所述第二遮光元件为不同形状。7.如权利要求5所述的投影装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠萍，田政蔚，
申请(专利权)人：扬明光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71