投影系统的制作方法

1.本发明是有关于一种投影系统，且特别是有关于一种具有光阀的投影系统。


背景技术：

2.投影系统包含光阀，光阀可用以调制照明光束，以产生影像光束供投影镜头投影于屏幕上。这些光束在投影系统里通常挟带一定的能量，一旦使用的时间过久，将会使得投影系统内部的元件有黄化、变质的情况产生，造成整体透光率下降，且也会跟着影响成像质量。
3.再者，一般为了让投影系统内部的元件能够抗短波照射，通常会在制造时添加药剂处理；然而，此举不但会增加额外的成本，也有可能因制作不良而造成元件表面质量不佳，进而影响成像质量。


技术实现要素：

4.本发明提供一种投影系统，将投影系统内的特定元件的材料改以聚碳酸酯(polycarbonate)制作，不但可改善这些元件在长期照射下透光率降低的问题，还能有效节省成本。
5.根据本发明的一方面，提出一种投影系统。投影系统包括光源、准直元件、匀光元件、棱镜、光阀以及投影镜头。准直元件设于光源的光路下游。匀光元件设于准直元件的光路下游。棱镜设于匀光元件的光路下游。光阀设于棱镜的光路下游。投影镜头设于光阀的光路下游。其中匀光元件及棱镜中至少一者的材质为聚碳酸酯(polycarbonate)。
6.根据本发明的另一方面，提出一种投影系统。投影系统包括光源、准直元件、匀光元件、中继透镜、反射元件、光阀以及投影镜头。准直元件设于光源的光路下游。匀光元件及中继透镜设于准直元件的光路下游。反射元件设于匀光元件及中继透镜的光路下游。光阀设于反射元件的光路下游。投影镜头设于光阀的光路下游。其中匀光元件及反射元件中至少一者的材质为聚碳酸酯(polycarbonate)。
7.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
8.图1为根据本发明一实施例的投影系统的架构俯视图。
9.图2为图1中区域r的架构的侧视图。
10.附图标记
11.100:投影系统
12.111:光源
13.111a:第一光源
14.111b:第二光源
15.111c:第三光源
16.111d:第四光源
17.112:准直元件
18.112a:第一准直元件
19.112b:第二准直元件
20.112c:第三准直元件
21.112d:第四准直元件
22.113:分光元件
23.113a:第一分光元件
24.113b:第二分光元件
25.114:中继透镜
26.115:匀光元件
27.116:中继透镜
28.117:反射元件
29.118:透镜
30.119:反射元件
31.119a:入光棱镜
32.119a1:入光面
33.119b:出光棱镜
34.120:光阀
35.122:保护片
36.130:投影镜头
37.la:第一光束
38.lb:第二光束
39.lc:第三光束
40.ld:第四光束
41.i:照明光束
42.r:区域
43.m:影像光束
具体实施方式
44.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
45.请参照图1，其为根据本发明一实施例的投影系统100的架构俯视图。投影系统100可包括光源111、准直元件112、匀光元件115、透镜118、反射元件119、光阀120以及投影镜头130。
46.一实施例中，光源111的数量可以是四个，但应了解本发明并不以此为限。四个光源111分别为第一光源111a、第二光源111b、第三光源111c及第四光源111d。第一光源111a可输出第一光束la，第二光源111b可输出第二光束lb，第三光源111c可输出第三光束lc，第四光源111d可输出第四光束ld。
47.一实施例中，第一光源111a可为蓝光二极管，第一光束la为蓝色光线。第二光源
111b可为覆盖有可被激发的绿色荧光粉层的蓝光二极管，使所输出的第二光束lb为绿色光线。第三光源111c可为蓝光二极管，第三光束lc为蓝色光线。第四光源111d可为红光二极管，第四光束ld为红色光线。于此，所述的光源111是以发光二极管为例说明，然本发明不以此为限。举例来说，光源111亦可以是其他种形式，例如激光二极管或其它种类光源。
48.准直元件112紧邻于光源111配置，且准直元件112设于光源111的光路下游。举例来说，一实施例中，准直元件112的数量可以是四个，但应了解本发明并不以此为限。四个准直元件112分别为第一准直元件112a、第二准直元件112b、第三准直元件112c及第四准直元件112d。第一准直元件112a设于第一光源111a的光路下游，于第一光束la的传递路径上。第二准直元件112b设于第一准直元件112a与第二光源111b的光路下游，位于第一光束la及第二光束lb的传递路径上。第三准直元件112c设于第三光源111c的光路下游，位于第三光束lc的传递路径上。第四准直元件112d设于第四光源111d的光路下游，位于第四光束ld的传递路径上。准直元件112例如是平凸透镜、双凸透镜或其他具有将发散光转换成平行光的光学元件，但本发明不以此为限。
49.于此，投影系统100还可包括分光元件113，设于光源111和匀光元件115之间。一具体实施例中，分光元件113包括第一分光元件113a及第二分光元件113b，而投影系统100还包括一中继透镜114。第一分光元件113a及第二分光元件113b平行于彼此配置。中继透镜114配置于第一分光元件113a及第二分光元件113b之间。分光元件113例如是分光平板玻璃、分色镜(dichroic mirror)(如半透半反镜)或其他具有将不同波长或颜色分离的光学元件，但本发明不以此为限。
50.第一分光元件113a设于第一准直元件112a、第二准直元件112b与第三准直元件112c的光路下游，且第一分光元件113a配置于第一光束la、第二光束lb及第三光束lc的传递路径上。第二分光元件113b设于第一分光元件113a与第四准直元件112d的光路下游，且第二分光元件113b配置于第二光束lb、第三光束lc及第四光束ld的传递路径上。
51.第一分光元件113a及第二分光元件113b可具有波长选择性。于本实施例中，第一分光元件113a可反射蓝色光线。因此，蓝色光线的第一光束la可经由第一分光元件113a反射至第二光源111b，使第二光源111b的绿色荧光粉层除了可由本身的蓝光二极管所发出的蓝色光线激发之外，还可由蓝色光线的第一光束la所激发，进而输出绿色光线的第二光束lb，藉此提升发光效益。而，所输出的第二光束lb则可穿透第一分光元件113a。另一方面，蓝色光线的第三光束lc也可经由第一分光元件113a反射至第二分光元件113b。
52.于本实施例中，第二分光元件113b可反射红色光线的第四光束ld，而让其他颜色光线的第二光束lb及第三光束lc穿透。
53.匀光元件115设于准直元件112的光路下游。于本实施例中，匀光元件115设于第二分光元件113b及第四准直元件112d的光路下游。匀光元件115例如是积分棒(integration rod)、透镜阵列(lens array)、扩散板或其他具有光均匀化效果的光学元件，但本发明不以此为限。
54.一实施例中，投影系统100还可包括中继透镜116及反射元件117。中继透镜116设于匀光元件115的光路下游，第二光束lb、第三光束lc及第四光束ld可由此汇集成一照明光束i。反射元件117设于中继透镜116的光路下游，其可反射照明光束i至区域r的架构中。在其他实施例中，可省略中继透镜116及反射元件117的设置。反射元件117例如是内部全反射
棱镜(tir)、内部反向全反射棱镜(rtir)、反射镜或其他具有将光线改变行进路径的光学元件，但本发明不以此为限。
55.图2为图1中区域r的架构的侧视图。请参照图1及图2，透镜118设于反射元件117的光路下游，反射元件119设于透镜118的光路下游。本实施例中，反射元件119为棱镜，其可包括入光棱镜119a及出光棱镜119b。此外，棱镜也可以是单片式的内部反向全反射棱镜(rtir)，本发明不以此为限。其中透镜118最为接近入光棱镜119a的入光面119a1。照明光束i依序经由透镜118及反射元件119传递至光阀120后转换为一影像光束m。投影镜头130设于光阀120的光路下游，以将影像光束m投影于屏幕(图中未示出)上。另外，在光阀124与出光棱镜119b之间还可配置一保护片122，以保护光阀120。
56.特别要说明的是，本发明将投影系统内的特定元件的材料改以聚碳酸酯(polycarbonate)制作。一实施例中，这些特定元件例如是匀光元件115及反射元件119(棱镜)中的至少一者。匀光元件115及反射元件119(棱镜)可均由聚碳酸酯所制成；或者，匀光元件115及反射元件119(棱镜)的其中一者的材质为聚碳酸酯。
57.另一实施例中，这些特定元件例如是匀光元件115、透镜118及反射元件119(棱镜)中的至少一者。匀光元件115、透镜118及反射元件119(棱镜)可均由聚碳酸酯所制成；或者，匀光元件115、透镜118及反射元件119(棱镜)的其中一者的材质为聚碳酸酯。
58.又一实施例中，第一准直元件112a、第二准直元件112b、第三准直元件112c及第四准直元件112d的其中至少一者的材质为聚碳酸酯。一具体实施例中，第三准直元件112c的材质为聚碳酸酯。
59.一实施例中，聚碳酸酯的折射率为n，阿贝数(色散系数)为v，且1.56≤n≤1.6及/或20≤v≤40。一些实施例中，聚碳酸酯使用由科思创(makrolon)所提供的led2045、led2245、al2447或al2647的材料。以这些材料制成的特定元件即使在经过长时间的使用，仍可有效避免黄化、变质的情况产生。
60.本发明藉由上述实施例，让投影系统内能量密度较为集中的特定元件(例如邻近较短波长光束的准直元件、匀光元件、最靠近棱镜的透镜、棱镜等)的材料改以聚碳酸酯制作，取代传统以环烯烃聚合物、或是环烯烃单体共聚合物的制作方式，不但可改善这些元件在长期照射下透光率降低的问题，还能有效节省成本。
61.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。