專利名稱：投影機(jī)及數(shù)字微鏡面元件模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影機(jī)，特別是涉及一種通過(guò)改良數(shù)字微鏡面元件模塊 而降低投影畫(huà)面出現(xiàn)鬼影的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
數(shù)字光學(xué)處理(Digital Light Processing, DLP)投影機(jī)是由德州儀器公司 (TI)所發(fā)展出來(lái)的投影系統(tǒng)，采用鏡面反射原理成像，具有全數(shù)字化、高對(duì) 比及影像細(xì)膩等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，應(yīng)用此技術(shù)的投影機(jī)能有效地縮小其體積與重 量，而達(dá)到輕、薄、短、小的目的。
請(qǐng)參照?qǐng)D1,其為現(xiàn)有DLP投影機(jī)的示意圖。此DLP投影機(jī)用以投射 影像至一屏幕4上，投影機(jī)至少包括一光源系統(tǒng)10、 一數(shù)字微鏡面元件 (Digital Micromirror Device, DMD)模塊20(簡(jiǎn)稱DMD模塊)及一投影鏡頭30。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2,其為上述DLP投影機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖。如圖l及圖2所 示，投影機(jī)的運(yùn)作方式是由光源系統(tǒng)10發(fā)出入射光線至數(shù)字微鏡面元件模 塊20，由數(shù)字微鏡面元件模塊20調(diào)變而反射出影像光線至投影鏡頭30，并 通過(guò)投影鏡頭30將影像投射到投影機(jī)外部的屏幕4上。
其中，光源系統(tǒng)IO可由光源裝置、彩色濾光片轉(zhuǎn)盤及聚光鏡片..等元件 配置組合而成。數(shù)字微鏡面元件模塊20也可稱為「光閥」，其主要具有一主 動(dòng)區(qū)域平面(Active areaplane)22，用以調(diào)變光源系統(tǒng)IO的入射光線且反射出 有效影像光線至投影鏡頭30。
主動(dòng)區(qū)域平面22由多個(gè)數(shù)字微鏡面元件的反射陣列所組成。此微鏡面 元件可通過(guò)數(shù)字信號(hào)控制每個(gè)微鏡面元件的反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度及偏轉(zhuǎn)時(shí)間， 由此將入射其上的入射光線反射至投影鏡頭30，而產(chǎn)生解析度極高的全彩畫(huà) 面。
在現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字微鏡面元件模塊20除了主動(dòng)區(qū)域平面22之外，更 包括一底板21、 一保護(hù)玻璃(coverglass)23、 一框架24及一密封結(jié)構(gòu)25。 如圖2所示，上述主動(dòng)區(qū)域平面22位于底板21上，保護(hù)玻璃23平行且并列地設(shè)置于主動(dòng)區(qū)域平面22的前方，且位于入射光線及影像光線的傳
遞路徑上?？蚣?4通常會(huì)裝設(shè)于保護(hù)玻璃23的周緣，環(huán)狀的密封結(jié)構(gòu)25 則將主動(dòng)區(qū)域平面22封裝于底板21與保護(hù)玻璃23之間。
由于組成主動(dòng)區(qū)域平面22的微鏡面元件是極為精密的光學(xué)元件，故上 述保護(hù)玻璃23、框架24及密封結(jié)構(gòu)25的設(shè)置，可以有效防止灰塵、水氣.. 等雜物的入侵。
然而，具有保護(hù)玻璃23的數(shù)字微鏡面元件模塊20通常具有下列問(wèn)題
一、 如圖2所示，光源系統(tǒng)10發(fā)出入射光線至數(shù)字微鏡面元件模塊20 的主動(dòng)區(qū)域平面22的過(guò)程中，入射光會(huì)經(jīng)過(guò)保護(hù)玻璃23兩側(cè)的第一透光面 231及第二透光面232，而第一透光面231與第二透光面232會(huì)反射部分的 入射光線而產(chǎn)生雜散光。
當(dāng)使用大光圏的投影鏡頭30或大光圈的光源系統(tǒng)10時(shí)，因?yàn)楸Ｗo(hù)玻璃 23所產(chǎn)生的雜散光的反射角與主動(dòng)區(qū)域平面22所產(chǎn)生的影像光線的反射角 差異不夠大，所以保護(hù)玻璃23的雜散光很容易進(jìn)入投影鏡頭30中，而造成 投影畫(huà)面出現(xiàn)鬼影，影響投影畫(huà)面的對(duì)比度及影像品質(zhì)。
二、 而在現(xiàn)有技術(shù)中，為了改善上述鬼影問(wèn)題，通常會(huì)在保護(hù)玻璃23 的第一透光面231及第二透光面232涂布(或鍍上)一層抗反射膜，以降低雜 散光的產(chǎn)生。但是，抗反射膜的涂布通常需要頗高的制作工藝成本。
爰是，鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中仍有不足之處，故提供一實(shí)際有效的解決方 案，實(shí)為當(dāng)前技術(shù)所必需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種投影機(jī)及數(shù)字微鏡面元件模塊，其通過(guò)保 護(hù)玻璃的外型或配置方位的改變，減少雜散光進(jìn)入投影鏡頭的比例，進(jìn)而改 善投影畫(huà)面的鬼影問(wèn)題，并使投影畫(huà)面有更佳的影像品質(zhì)及對(duì)比。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種投影機(jī)及數(shù)字微鏡面元件模塊，其使投 影機(jī)在設(shè)計(jì)上，可采用更大光圈的投影鏡頭或光源系統(tǒng)，以提升投影畫(huà)面的 整體亮度，而不用擔(dān)心雜散光造成對(duì)比度下降的問(wèn)題。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一 步的了解。
為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明一實(shí)施例的^L影機(jī)包含一光源系統(tǒng)、 一數(shù)字微鏡面元件(Digital Micromirror Device, DMD)才莫 塊及一投影鏡頭。
光源系統(tǒng)用以提供一入射光線。數(shù)字微鏡面元件模塊，設(shè)置于入射光線 的傳遞路徑上，用以接收入射光線，并調(diào)變?nèi)肷涔饩€后，反射出一影像光線。 投影鏡頭用以接收數(shù)字微鏡面元件模塊所反射出的影像光線，并將影像光線 投射成一影像畫(huà)面在投影機(jī)外部的屏幕上。
而數(shù)字微鏡面元件模塊包括一主動(dòng)區(qū)域平面(Active area plane)及一保護(hù) 玻璃(coverglass)。其中，主動(dòng)區(qū)域平面由多個(gè)數(shù)字微鏡面元件所組成，用以 反射出上述影像光線。保護(hù)玻璃則設(shè)置于入射光線及影像光線的傳遞路徑 上，且與主動(dòng)區(qū)域平面相隔一距離。保護(hù)玻璃具有一第一透光面與一第二透 光面，分別位于保護(hù)玻璃相對(duì)的兩側(cè)，第一透光面的延伸方向與主動(dòng)區(qū)域平 面的延伸方向之間具有一夾角。
由此，入射光線通過(guò)保護(hù)玻璃的第一透光面時(shí)，本發(fā)明一實(shí)施例中，雜 散光的反射角較現(xiàn)有中雜散光的反射角大，而不易進(jìn)入投影鏡頭內(nèi)，故可減 少投影畫(huà)面的鬼影現(xiàn)象。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，以及更詳細(xì)的實(shí)施方式可以通過(guò)以下的實(shí)施 方式以及所附附圖得到進(jìn)一步的了解。


通過(guò)以下詳細(xì)的描述結(jié)合所附圖示，將可輕易的了解上述內(nèi)容及此項(xiàng)發(fā) 明的諸多優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1為現(xiàn)有DLP投影機(jī)的示意圖； 圖2為圖1的DLP投影機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明投影機(jī)第一實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖；以及 圖4為本發(fā)明投影機(jī)第二實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。 主要元件符號(hào)說(shuō)明 10:光源系統(tǒng)
20、 50、 60:數(shù)字微鏡面元件模塊(DMD模塊)
21、 51、 61:底板
22、 52、 62:主動(dòng)區(qū)i或平面
23、 53、 63:保護(hù)玻璃231、 531、 631:第一透光面
232、 532、 632:第二透光面
24、 54、 64:框架
25、 55、 65:密封結(jié)構(gòu) 30:投影鏡頭
521、 621:主動(dòng)區(qū)域平面的延伸方向
522、 622:與主動(dòng)區(qū)域平面的延伸方向相平行的參考線 5311、 6311:第一透光面的延伸方向
4:屏幕
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖 的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方 向用語(yǔ)，例如上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加附圖的方向。因 此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說(shuō)明并非用來(lái)限制本發(fā)明。
請(qǐng)參照?qǐng)D3,其為本發(fā)明投影機(jī)第一實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。如圖所示， 投影機(jī)包含一光源系統(tǒng)10、 一數(shù)字微鏡面元件(Digital Micromirror Device, DMD)模塊50 (簡(jiǎn)稱DMD模塊)及一投影鏡頭30。
光源系統(tǒng)10可由光源裝置、彩色濾光片轉(zhuǎn)盤、聚光鏡片..等元件配置組 合而成，用以提供一入射光線。數(shù)字微鏡面元件模塊50設(shè)置于入射光線的 傳遞路徑上，用以接收入射光線，并調(diào)變?nèi)肷涔饩€后，反射出一影像光線。 投影鏡頭30是用以接收數(shù)字微鏡面元件模塊50所反射出的影像光線，并將 影像光線投射至投影機(jī)外部的一屏幕而形成一影像畫(huà)面。
數(shù)字樣i鏡面元件模塊50包括一主動(dòng)區(qū)域平面(Active area plane)52及一 保護(hù)玻璃(cover glass)53。其中，主動(dòng)區(qū)域平面52由多個(gè)數(shù)字孩i鏡面元件所 組成，用以反射出上述影像光線。
保護(hù)玻璃53設(shè)置于入射光線及影像光線的傳遞路徑上，且與主動(dòng)區(qū)域 平面52相隔一距離。保護(hù)玻璃53具有一第一透光面531與一第二透光面 532,分別位于保護(hù)玻璃53相對(duì)的兩側(cè)，其中第一透光面531的延伸方向5311 與主動(dòng)區(qū)域平面52的延伸方向521之間具有一夾角0。值得注意的是，為了 清楚顯示上述夾角9，特以參考線522 (與主動(dòng)區(qū)域平面52的延伸方向521相平行)與第一透光面531的延伸方向5311來(lái)顯示夾角狀況。
在本實(shí)施例中，保護(hù)玻璃53為一種第一透光面531與第二透光面532 互相平行的板狀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，數(shù)字微鏡面元件模塊50更包括一底板51、 一 框架54及一密封結(jié)構(gòu)55。
其中，主動(dòng)區(qū)域平面52設(shè)置于底板51上?？蚣?4為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，裝 設(shè)于保護(hù)玻璃53的周緣，且保護(hù)玻璃53以一種相對(duì)于主動(dòng)區(qū)域平面52傾 斜的狀態(tài)裝設(shè)于框架54內(nèi)。密封結(jié)構(gòu)55設(shè)置于框架54與底板51之間，用 以將主動(dòng)區(qū)域平面52封裝于底板51與保護(hù)玻璃53之間，以有效防止灰塵、 水氣..等雜物入侵主動(dòng)區(qū)域平面52。
依據(jù)上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，光源系統(tǒng)10發(fā)出入射光線至數(shù)字微鏡面元件 模塊50的主動(dòng)區(qū)域平面52的過(guò)程中，保護(hù)玻璃53的傾斜設(shè)置將使第一透 光面531與第二透光面532所產(chǎn)生的雜散光線具有更大的反射角，而不易進(jìn) 入投影鏡頭30內(nèi)，故可減少投影畫(huà)面的鬼影現(xiàn)象。此時(shí)，進(jìn)入投影鏡頭30 的幾乎只有主動(dòng)區(qū)域平面52所反射的有效影像光線，因此投影畫(huà)面具有極 佳的影像品質(zhì)。
值得注意的是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本發(fā)明一實(shí)施例，只要上述的夾角0=1 度(保護(hù)玻璃53傾斜1度)，與現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)玻璃未傾斜的設(shè)計(jì)(0=0度)相比， 鬼影能量下降99%，成效相當(dāng)明顯。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，其為本發(fā)明投影機(jī)第二實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。此實(shí)施例中， 同樣地，數(shù)字微鏡面元件模塊60包括一主動(dòng)區(qū)域平面62及一保護(hù)玻璃63。 保護(hù)玻璃63設(shè)置于入射光線及影像光線的傳遞路徑上，且與主動(dòng)區(qū)域平面 62相隔一距離。保護(hù)玻璃63具有一第一透光面631與一第二透光面632, 分別位于保護(hù)玻璃53的相對(duì)兩側(cè)。
第一透光面631的延伸方向6311與主動(dòng)區(qū)域平面62的延伸方向621之 間具有一夾角6。值得注意的是，為了清楚顯示上述夾角e,特以參考線622 (與主動(dòng)區(qū)域平面62的延伸方向621相平行)與第一透光面631的延伸方 向6311來(lái)顯示夾角狀況。
在本實(shí)施例中，保護(hù)玻璃63為一種第一透光面631的延伸方向與第二 透光面632的延伸方向之間也具有一夾角的楔形結(jié)構(gòu)。同時(shí)，數(shù)字孩i鏡面元 件模塊60更包括一底板61、 一框架64及一密封結(jié)構(gòu)65。
其中，主動(dòng)區(qū)域平面62設(shè)置于底板61上?？蚣?4為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，裝
8設(shè)于保護(hù)玻璃63的周緣。密封結(jié)構(gòu)65設(shè)置于框架64與底板61之間，用以 將主動(dòng)區(qū)域平面62封裝于底板61與保護(hù)玻璃63之間，以有效防止灰塵、 水氣..等雜物入侵主動(dòng)區(qū)域平面62。
依據(jù)上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，光源系統(tǒng)10發(fā)出入射光線至數(shù)字微鏡面元件 模塊60的主動(dòng)區(qū)域平面62的過(guò)程中，保護(hù)玻璃63的第一透光面631所產(chǎn) 生的雜散光線具有更大的反射角，而不易進(jìn)入投影鏡頭30內(nèi)，故可減少投 影畫(huà)面的鬼影現(xiàn)象。
綜上所述，上述實(shí)施例的投影機(jī)及數(shù)字微鏡面元件模塊具有下列優(yōu)點(diǎn)
一、 通過(guò)保護(hù)玻璃的外型或配置方位的改變，減少保護(hù)玻璃的產(chǎn)生的雜 散光進(jìn)入投影鏡頭的比例，進(jìn)而改善現(xiàn)有技術(shù)中投影畫(huà)面的鬼影問(wèn)題，并使 投影畫(huà)面有更佳的影像品質(zhì)及對(duì)比。
二、 在設(shè)計(jì)上，可采用更大光圈的投影鏡頭或光源系統(tǒng)，以提升投影畫(huà) 面的整體亮度，而不用擔(dān)心鬼影和對(duì)比度下降的問(wèn)題。
三、 本發(fā)明的實(shí)施例主要系改變保護(hù)玻璃的外型或配置方位，而主動(dòng)區(qū) 域平面與投影鏡頭的相對(duì)位置并未改變，故不影響到影像畫(huà)面的成像品質(zhì)。
四、 不需額外于保護(hù)玻璃的第一透光面及第二透光面涂布(或鍍上)抗反 射膜，因此可減少相關(guān)的制作工藝成本。
以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，應(yīng)不能以此限定本發(fā)明實(shí) 施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化 與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的任一實(shí)施例或權(quán)利 要求不須達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo) 題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。
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權(quán)利要求
1.一種投影機(jī)，包括光源系統(tǒng)，用以提供入射光線；數(shù)字微鏡面元件模塊，設(shè)置于該入射光線的傳遞路徑上，用以接收并調(diào)變?cè)撊肷涔饩€后，反射出一影像光線，該數(shù)字微鏡面元件模塊包括主動(dòng)區(qū)域平面，由多個(gè)數(shù)字微鏡面元件所組成，用以反射出該影像光線；以及保護(hù)玻璃，設(shè)置于該入射光線及該影像光線的傳遞路徑上，且與該主動(dòng)區(qū)域平面相隔一距離，該保護(hù)玻璃具有第一透光面與第二透光面，分別位于該保護(hù)玻璃相對(duì)兩側(cè)，其中該第一透光面的延伸方向與該主動(dòng)區(qū)域平面的延伸方向之間具有一夾角；以及投影鏡頭，用以接收該數(shù)字微鏡面元件模塊所反射出的該影像光線，并將該影像光線投射成一影像畫(huà)面。
2. 如權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其中該保護(hù)玻璃為一種該第一透光面與 該第二透光面互相平行的板狀結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其中該保護(hù)玻璃為一種該第一透光面的 延伸方向與該第二透光面的延伸方向之間具有一夾角的楔形結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其中該數(shù)字微鏡面元件模塊更包括 底板，用以設(shè)置該主動(dòng)區(qū)域平面；框架，裝設(shè)于該保護(hù)玻璃的周緣；以及密封結(jié)構(gòu)，用以將該主動(dòng)區(qū)域平面封裝于該底板與該保護(hù)玻璃之間。
5. —種數(shù)字微鏡面元件模塊，適用于一投影機(jī)，用以調(diào)變一光源系統(tǒng)所 提供的一入射光線且反射出一影像光線，該數(shù)字微鏡面元件模塊包括主動(dòng)區(qū)域平面，由多個(gè)數(shù)字微鏡面元件所組成，用以反射出該影像光線；以及保護(hù)玻璃，設(shè)置于該入射光線及該影像光線的傳遞路徑上，且與該主動(dòng) 區(qū)域平面相隔一距離，該保護(hù)玻璃具有第一透光面與第二透光面，分別位于 該保護(hù)玻璃相對(duì)兩側(cè)，其中該第 一透光面的延伸方向與該主動(dòng)區(qū)域平面的延 伸方向之間具有一夾角。
6. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)字微鏡面元件模塊，其中該保護(hù)玻璃為一種該第一透光面與該第二透光面互相平行的板狀結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)字微鏡面元件模塊，其中該保護(hù)玻璃為一種該 第一透光面的延伸方向與該第二透光面的延伸方向之間具有一夾角的楔形 結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求5所述的數(shù)字微鏡面元件模塊，其中該數(shù)字微鏡面元件模 塊更包括底板，用以設(shè)置該主動(dòng)區(qū)域平面； 框架，裝設(shè)于該保護(hù)玻璃的周緣；以及密封結(jié)構(gòu)，將該主動(dòng)區(qū)域平面封裝于該底板與該保護(hù)玻璃之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種投影機(jī)及數(shù)字微鏡面元件模塊，該投影機(jī)包括提供入射光線的一光源系統(tǒng)、一數(shù)字微鏡面元件模塊及一投影鏡頭。數(shù)字微鏡面元件模塊設(shè)置于入射光線的傳遞路徑上，用以接收并調(diào)變?nèi)肷涔饩€后，反射出一影像光線。投影鏡頭用以接收數(shù)字微鏡面元件模塊所反射出的影像光線，并投射成一影像畫(huà)面。其中，數(shù)字微鏡面元件模塊包括一主動(dòng)區(qū)域平面及一保護(hù)玻璃。主動(dòng)區(qū)域平面由多個(gè)數(shù)字微鏡面元件所組成，用以反射出影像光線。保護(hù)玻璃設(shè)置于入射光線及影像光線的傳遞路徑上，且其具有一第一透光面與一第二透光面，第一透光面的延伸方向與主動(dòng)區(qū)域平面的延伸方向之間具有一夾角。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101539713SQ200810086550
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者劉勁谷, 王思克 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司