[发明专利]投影装置及其集光柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种投影装置及其集光柱。

背景技术

随着科技的进步，投影装置不仅性能获得提升，且整体体积也大幅缩减，加上售价不若以往昂贵，因此投影装置已愈来愈普及，而有关于投影装置的专利也愈来愈多。例如，美国专利公告号6371617、7090357、台湾专利公告号I300834等专利都揭露了投影装置的架构。

图1是已知一种投影装置的示意图，而图2是图1中的一种已知集光柱120(light integration rod)的立体示意图。请参照图1与图2，已知投影装置100包括光源110、集光柱120、全内反射棱镜(total internal reflection prism，TIRprism)130、数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)140以及投影镜头150。光源110用以提供照明光束(illumination beam)112，集光柱120用以收集照明光束112并将照明光束112输出至全内反射棱镜130。集光柱120的入光面121与出光面122分别呈矩形，其中出光面122的面积大于入光面121的面积，且入光面121的长边123平行于出光面122的长边124，入光面121的短边125平行于出光面122的短边126。

全内反射棱镜130具有全反射面132，而照明光束112会由全反射面132反射至数字微镜元件140。数字微镜元件140会将照明光束112转换成影像光束113，且因影像光束113入射全反射面132的角度小于临界角(critical angle)，所以影像光束113会通过全反射面132而传播至投影镜头150。投影镜头150则用以将影像光束113投影至屏幕(图未示)上，以于屏幕上形成影像。

数字微镜元件140具有主动区142以及覆盖主动区142的保护片144，其中主动区142包括多个微镜(图未示)。每一微镜可在正负12度角之间转动，其中转动至正12度角的微镜处于开状态(on-state)，其可将光线反射至投影镜头150内。转动至负12度角的微镜处于关状态(off-state)，被处于关状态的微镜所反射的光线将不会进入投影镜头150。换言之，被处于开状态的微镜反射至投影镜头150内的光线即为上述的影像光束113。此外，除了主动区142的微镜会反射光线之外，有少部分的光线会被保护片144反射。

图3是图1的投影镜头的光圈处的光斑(light spot)模拟示意图。请参照图1与图3，影像光束113的光斑形状会类似于圆形，但由于影像光束113入射全内反射棱镜130的全反射面132时，部分光线的入射角过大而无法通过全反射面132，导致光损失。因此，在投影镜头的光圈处的光斑S1右侧会有全内反射棱镜130所造成的光损失区域。

此外，影像光束113被保护片144反射而造成的光斑(以虚线S2示意)与光斑S1有部分重叠，而光斑S2的与光斑S1重叠的部分会进入投影镜头150内形成杂散光。为了消除杂散光，需另以遮罩(mask)来遮挡光斑S2与光斑S1重叠的区域，如图4所示，其为投影镜头150内设置遮罩后光圈处的光斑模拟示意图。由图4可知，虽然遮罩能消除杂散光，但其会导致光斑S1的左侧也有光损失区域。因此，已知投影装置100的光利用效率较差。

发明内容

本发明提供一种投影装置，以提升光利用效率。

本发明另提供一种集光柱，以提升投影装置的光利用效率。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置，包括光源、集光柱、光阀(light valve)以及投影镜头。光源用以提供照明光束，集光柱具有相对的入光端与出光端，照明光束经由入光端进入集光柱并由出光端离开集光柱。入光端与出光端分别形成矩形，入光端具有一第一长边与一第一短边，出光端具有一第二长边与一第二短边，其中第一长边平行于第二短边，第一短边平行于第二长边。光阀用以将投射于其上的照明光束转换成影像光束，而投影镜头配置于影像光束的传播路径上。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明另一实施例提出一种集光柱，其具有相对的入光端与出光端。入光端与出光端分别形成矩形，入光端具有两个第一长边与两个第一短边，出光端具有两个第二长边与两个第二短边。第一长边平行于第二短边，第一短边平行于这些第二长边。