專利名稱：數字投影機的積分柱結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數字投影機，尤指一種混合空心積分柱與實心積分柱的數字投影機的積分柱結構。
背景技術：
訖今投影機的技術，并存的可分三大主流，即CRT投影技術、LCD投影技術以及最新發展起來的DLP投影技術。
DLP的全寫是Digital Light Processing，是美國德州儀氣公司開發的光學驅動技術，簡單來說，它是透過一塊反射率極高的數字微鏡元件(DigitalMicromirror Device，DMD)，反射出三原色(RGB)光構成畫面，它在流明、解象及高對比度方面，都比傳統LCD機優勝得多。加上DLP機采用單一芯片，因此比傳統LCD機，節省空間得多，直接令主機的尺寸能更迷你、更輕盈。
DLP投影技術應用數字微鏡元件(Digital Micromirror Device，DMD)作為主要的關鍵元件，完成數字光學的處理過程。其原理是藉由一個積分柱(Integrator)，先將光源的光跡變形為一接近數字微鏡元件感應區的均勻矩形光束，再使之照射通過一含有三原色的色環(Color Wheel)而形成R、G、B三種色光，經由透鏡投射在數字微鏡元件感應區時，被選擇性地反射至投影鏡頭(projection lens)，透過該鏡頭最后投射于屏幕上成像。
為了使投射到屏幕上的影像能更為清晰、明亮，一般設計者不得不利用高功率的燈泡作為光源，所產生的高溫照明光束再通過透鏡聚焦在積分柱的入口，又將形成更高溫、明亮的光束。因此積分器的結構設計除應有的光學性能外，也必須兼顧其耐熱性與耐操作性。
一般積分器可分為空心積分柱(hollow integration rod)及實心積分柱(solid integration rod)兩種。在前述高溫、明亮的光束照射下，采用空心積分柱時較無聚熱問題，但若其柱長不足，出口的光束不易均勻，而若柱長夠長，其光束的能量也可能隨折射次數多而損耗增多，致使投影系統的整體明亮度跟著減低。反觀若采用實心的積分柱，通過的光束能量因全反射而不會受積分柱長度影響而損失能量，但它需要較長的距離來使光束獲得足夠的均勻程度。除此之外，實心積分柱還有聚熱的問題需要解決。為了達到與空心積分柱同樣的光束強度均勻化的效果，一般實心積分柱所需的柱長約需空心積分柱的1.5倍。
綜合言之，采用空心積分柱較易形成均勻光束，但其整體明亮度的表現相對稍差；而若采用實心積分柱，整體的明亮度表現較理想，但需要較長的折射距離才能將光束均勻化。
有鑒于此，為有效綜合空心積分柱與實心積分柱的優點，改善公知產品結構的缺點，本設計人遂以從事該行業多年的經驗，本著精益求精的精神，積極進行研究改良，遂有本實用新型「數字投影機的積分柱結構」的產生。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種數字投影機的積分柱結構，其綜合空心積分柱與實心積分柱的優點，使折射通過的光束能量消耗少于公知空心積分柱，并且在比公知實心積分柱所需長度短的距離內讓出口光束的明亮度達到均勻化。
本實用新型的技術解決方案是一種數字投影機的積分柱結構，包括一光學通道，由多個平面組成一通道，并于該通道的內表面設有一反光層，供一光束中的任意光線藉該反光層反射前進通過；及一實心積分柱，與該光學通道連接，使該光線從中通過。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該實心積分柱端部與該光學通道的其中一端對齊。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該實心積分柱的長度較該光學通道短，并且被固定于該光學通道的兩端之間。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該實心積分柱利用粘劑與該光學通道粘合。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該實心積分柱利用一粘劑混合多顆細微顆粒與該光學通粘合。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，該光學通道利用一已知的空心積分柱材料膠合而成一空心通道。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，該光學通道是以玻璃基板組合而成的通道，并在該通道的內面設置一反光層，藉以產生反射光線的作用。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一金屬膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一金屬膜被粘接在該玻璃基板的表面。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一介電質膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
本實用新型還提出一種數字投影機的積分柱結構，包括一實心積分柱，供光線通過，產生一均勻的矩形光跡；一第一光學通道，于其內表面設有一反光層，連接于該實心積分柱的第一端；及一第二光學通道，于其內表面設有一反光層，連接于該實心積分柱的第二端。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，該光學通道是利用一已知的空心積分柱材料膠合而成一空心通道。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，該光學通道是以玻璃基板組合而成的通道，并在該通道的內面設置一反光層，藉以產生反射光線的作用。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一金屬膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一金屬膜被粘接在該玻璃基板的表面。
如上所述的數字投影機的積分柱結構，其中該反光層指一介電質膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
本實用新型打破已知的結構概念，提出一種內部同時含有光學通道及實心積分柱結合的新型結構，使每一射入的光束都必須先后經由此新結構中的光學通道及實心積分柱，藉此減低在折射過程中的能量消耗，并在短于一般實心積分柱長度的距離內獲得亮度均勻的光束。
圖1A為本實用新型的第一實施例的結構示意圖。
圖1B為本實用新型的第一實施例的結構外觀圖。
圖2顯示光線經過第一實施例的混合式積分柱時的折射過程。
圖3A為本實用新型的第二實施例的結構示意圖。
圖3B為本實用新型的第二實施例的結構外觀圖。
圖4顯示光線經過第二實施例的混合式積分柱時的折射過程。
圖5A為本實用新型的第三實施例的結構示意圖。
圖5B為本實用新型的第三實施例的結構外觀圖。
圖6顯示光線經過第三實施例的混合式積分柱時的折射過程。
附圖標號說明10、實心積分柱 20、光學通道21、基板22、反光層23、細微顆粒(小球) 24、膠劑L0、光線
具體實施方式
有關本實用新型所采用的技術手段及其余功效，茲舉一些具體實施例，并配合附圖加以說明如下第一實施例首先，請參閱圖1A所示，本實用新型第一實施例的積分柱結構，主要由光學通道20及實心積分柱10相接而成。其中該光學通道20內部中空，內表面設有反光層22，讓入射光線得以作多次反射，以達到光強度均勻化的效果。該光學通道20可利用一已知的空心積分柱材料膠合制成，或是以一玻璃基板21，在光學通道20的內面設一反光層22藉以反射光線。較佳者，反光層22可為一金屬膜或介電質膜，利用已知的鍍制或粘合方法固定在玻璃板基板21上制成。
有鑒于實心積分柱乃是利用全反射的原理將光線作多次反射，以達到光強度均勻化的效果，故實心積分柱的四周表面皆不可觸碰、夾持或沾有灰塵(會破壞全反射)。為此，當光學通道20與本例中的實心積分柱10進行膠合時，所用的膠劑24可事先與一些細微顆粒23混合(譬如，用之與平均直徑約1-1000μ的小球混合)，使玻璃基板21在此膠劑24凝固后不致與實心積分柱作大面積的接觸，藉此減少對實心積分柱10的全反射效果產生負面的影響。
上述混合式積分柱采用兩階段反射光線第一階段利用實心積分柱10進行光線全反射，第二階段利用玻璃基板21的反光層22(利用粘貼或鍍設一金屬膜或介電質膜于基板21的表面制成)對光線L0進行反射。此混合式積分柱將能有效地克服傳統實心積分柱長度需較長的缺點(約需空心積分柱長度1.5倍的長度)，并且能防止灰塵附著于實心積分柱10上。圖1B顯示整個結構外觀。圖2顯示光線L0經過此混合式積分柱時的折射過程。
第二實施例請接著參閱圖3A所示，利用前述的內容，可形成一兩端超出實心積分柱10的光學通道20，使構成分三階段反射光線的混合式積分柱。第一階段，利用光學通道20的第一端對光線進行反射。第二階段，利用實心積分柱10對入射光線L0進行全反射，第三階段利用該光學通道20的第二端對光線進行反射。此混合式積分柱能有效克服傳統實心積分柱長度需較長的缺點并且亦能防止灰塵附著于實心積分柱上。由于此結構的入光口為中空結構，將有效地避免入射光聚焦于實心結構而產生的高熱。圖3B顯示整個結構外觀。圖4顯示光線經過此一混合式積分柱的折射過程。
第三實施例再參閱圖5A所示，繪示一實心積分柱10與光學通道20利用膠劑24進行膠合的結構示意圖。雖然膠合的區域會破壞實心積分柱10的全反射效果，但由于玻璃基板21的內表面設有反光層22，因此光線L0依舊會被反射。此一混合式積分柱如同第二實施例采用三階段反射光線，但較第二實施例需較少的玻璃基板22，內表面鍍膜，因而可節省成本。圖5B示意整個結構外觀。圖6顯示光線L0經過此一混合式積分柱的折射過程。
雖然本實用新型已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本實用新型專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利涵蓋之范疇。
權利要求1.一種數字投影機的積分柱結構，其特征在于，包括一光學通道，由多個平面組成一通道，并于該通道的內表面設有一供一光束中的光線可反射前進通過的反光層；及一實心積分柱，與該光學通道連接，該光線從中通過。
2.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該實心積分柱端部與該光學通道的其中一端對齊。
3.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該實心積分柱的長度比該光學通道短，并且固定于該光學通道的兩端之間。
4.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該實心積分柱用粘劑與該光學通道粘合設置。
5.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該實心積分柱以一粘劑混合多顆細微顆粒與該光學通道粘合設置。
6.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該光學通道是用一已知的空心積分柱材料膠合而成一空心通道。
7.如權利要求1所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該光學通道是以玻璃基板組合而成的通道，并在該通道的內面設置一可產生反射光線的作用的反光層。
8.如權利要求7所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層是指一金屬膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
9.如權利要求7所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層是指一金屬膜被粘接設置在該玻璃基板的表面。
10.如權利要求7所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層指一介電質膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
11.一種數字投影機的積分柱結構，其特征在于，包括一實心積分柱，光線可通過而產生一均勻的矩形光跡地設置；一第一光學通道，于其內表面設有一反光層，連接于該實心積分柱的第一端；及一第二光學通道，于其內表面設有一反光層，連接于該實心積分柱的第二端。
12.如權利要求11所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該光學通道是用一已知的空心積分柱材料膠合而成一空心通道。
13.如權利要求11所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該光學通道是以玻璃基板組合而成的通道，并在該通道的內面設置一可產生反射光線的作用的反光層。
14.如權利要求13所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層指一金屬膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
15.如權利要求13所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層指一金屬膜被粘接設置在該玻璃基板的表面。
16.如權利要求13所述的數字投影機的積分柱結構，其特征在于，該反光層指一介電質膜被鍍設在該玻璃基板的表面。
專利摘要本實用新型為一種數字投影機的積分柱結構，利用一光學通道與一實心積分柱接合，使光束必須先后經由該光學通道及實心積分柱，減低在折射過程中的能量消耗，并在短于一般實心積分柱長度的距離內獲得亮度均勻的光束。光學通道可利用膠劑與實心積分柱膠合，其中所用的膠劑可事先與小球(譬如為平均直徑約1－1000μ的小球)混合，使膠合后玻璃基板的大部分面積不致與實心積分柱密接，藉此將避免影響實心積分柱的全反射效果。
文檔編號G02B26/08GK2731487SQ20042008791
公開日2005年10月5日 申請日期2004年8月10日 優先權日2004年8月10日
發明者鐘錦銘, 徐碧聰, 賴乾志, 林君鴻 申請人:普立爾科技股份有限公司