專利名稱：投影儀及其彩色濾光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色濾光裝置，尤其涉及一種用于數(shù)字式投影儀中的彩色濾光裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)字光處理(Digital Light Processing；DLP)投影儀已經(jīng)成為目前投影儀的主流技術(shù)，其在輕巧性、耐用度，或高亮度、高對(duì)比方面都是投影顯示產(chǎn)品中最佳的。DLP投影儀是將色輪(Color Wheel；CW)設(shè)置于光源路徑上，光源發(fā)出的光線經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的色輪進(jìn)行分光處理之后，產(chǎn)生彩色光線并投射到數(shù)字微鏡元件(Digital Micromirror Device；DMD)上。
請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2。圖1和2分別為傳統(tǒng)的RGB三色輪及RGBW四色輪的示意圖。早期的RGB三色輪10由紅R、綠G、藍(lán)B三個(gè)色段組成。在任一給定的時(shí)間內(nèi)，紅R、綠G、藍(lán)B三色光線分別只有三分之一的時(shí)間能通過色輪，因此有三分之二的光線被阻擋，影響了整體的光通量，導(dǎo)致亮度不佳。為了提高投影畫面的亮度，逐漸發(fā)展出色輪中引入白色段W的設(shè)計(jì)，組成RGBW四色輪20，如圖2所示。盡管RGBW四色輪20在亮度上有所改進(jìn)，卻由于不同顏色光的光譜波長(zhǎng)的固有特性存在差別，從而產(chǎn)生色彩還原的不同，降低了色彩鮮艷度，畫面色彩失真的問題更為突出。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種投影儀的彩色濾光裝置，使投影儀具有足夠的顯示亮度，同時(shí)又能充分保有色彩的真實(shí)還原。不但能提高投影畫面的亮度，且能改善色彩鮮艷度。
根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種彩色濾光裝置，用以對(duì)光線進(jìn)行分色。該裝置包括第一濾光器和第二濾光器。第一濾光器包括黃色濾光區(qū)、青色(Cyan)濾光區(qū)及綠色濾光區(qū)。第二濾光器包括洋紅色(Magenta)濾光區(qū)。第二濾光器相對(duì)于第一濾光器可動(dòng)，致使洋紅色濾光區(qū)可選擇地交疊于黃色濾光區(qū)及可選擇地交疊于青色濾光區(qū)。通過交疊的洋紅色濾光區(qū)與黃色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)紅色，通過交疊的洋紅色濾光區(qū)及青色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)藍(lán)色。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種彩色濾光裝置，用以分色光線。該裝置包括第一濾光器和第二濾光器。第一濾光器包括黃色濾光區(qū)、青色(Cyan)濾光區(qū)及綠色濾光區(qū)。第二濾光器包括洋紅色(Magenta)濾光區(qū)。第二濾光器相對(duì)于第一濾光器可開啟或關(guān)閉。當(dāng)?shù)诙V光器相對(duì)于第一濾光器開啟時(shí)，可使通過綠色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)綠色，或使接續(xù)通過黃色濾光區(qū)、青色濾光區(qū)、綠色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)白色。當(dāng)?shù)诙V光器相對(duì)于第一濾光器關(guān)閉時(shí)，可使洋紅色濾光區(qū)交疊于黃色濾光區(qū)，使通過交疊的洋紅色濾光區(qū)與黃色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)紅色，或可使洋紅色濾光區(qū)交疊于青色濾光區(qū)，使通過交疊的洋紅色濾光區(qū)及青色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)藍(lán)色。
根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種投影儀，包括光源、彩色濾光裝置、光學(xué)組件、成像元件、及鏡頭。光源用以產(chǎn)生光線。彩色濾光裝置用以分色光線，其包括色輪以及濾光片。濾光片相對(duì)于色輪可開啟或關(guān)閉，且可動(dòng)地配置于色輪與光學(xué)組件之間。通過彩色濾光裝置分色的光線由光學(xué)組件聚集。成像元件再依據(jù)光學(xué)組件聚集的光線產(chǎn)生影像。最后，由鏡頭將影像聚焦于屏幕上。
為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施方式并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1為傳統(tǒng)的RGB三色輪的示意圖；圖2為傳統(tǒng)的RGBW四色輪的示意圖；圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的數(shù)字光處理投影儀及其光線路徑的示意圖；圖4為圖3所示的彩色濾光裝置的示意圖；圖5A及5B為圖4所示的濾光片及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作圖；圖6為本發(fā)明另一種彩色濾光裝置的示意圖。
附圖標(biāo)記說明10三色輪
20 四色輪300 數(shù)字光處理投影儀310 光源312 橢圓反射罩314 燈泡320 彩色濾光裝置322 色輪324 濾光片330 光學(xué)組件332 光管334 折鏡340 成像元件350 鏡頭510 本體520 滑軌530 轉(zhuǎn)輪532 凸點(diǎn)610 第一濾光器620 第二濾光器具體實(shí)施方式
本發(fā)明的彩色濾光裝置優(yōu)選應(yīng)用于數(shù)字光處理投影儀(Digital LightProcessing；DLP)中。此彩色濾光裝置包括第一濾光器及第二濾光器，第二濾光器相對(duì)于第一濾光器可動(dòng)。借助于兩個(gè)濾光器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可選擇地使第一濾光器的濾光區(qū)和第二濾光器的濾光區(qū)交疊。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，該圖為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式的數(shù)字光處理投影儀及其光線路徑的示意圖。數(shù)字光處理投影儀300包括光源310、彩色濾光裝置320、光學(xué)組件330、成像元件340、及鏡頭350。光源310用以產(chǎn)生光線。如圖3所示，光源310包括橢圓反射罩312及燈泡314，燈泡314被配置在橢圓反射罩312的第一焦點(diǎn)處。彩色濾光裝置320用以分色光線，其包括色輪322以及濾光片324。色輪322可相對(duì)于光線轉(zhuǎn)動(dòng)，而濾光片324可相對(duì)于光線移動(dòng)。在圖3中，濾光片324可動(dòng)地配置于色輪322與光學(xué)組件330之間，并可沿雙箭號(hào)A的方向往復(fù)移動(dòng)，相對(duì)于色輪322開啟或關(guān)閉。光學(xué)組件330用以聚集被分色的光線，其可包括光管(Light Pipe)332及折鏡334(Fold Mirror)。光管332接收通過彩色濾光裝置的光線，并使所匯集的光線均勻化，折鏡334接受通過所述光管的光線，并改變光線的方向。當(dāng)燈泡314發(fā)出的光線經(jīng)過橢圓反射罩312反射之后，聚焦于橢圓反射罩312的第二焦點(diǎn)處。接著，光線穿過彩色濾光裝置320以進(jìn)行分色，再由光學(xué)組件330聚集光線。在圖3中，光線通過色輪322及濾光片324之后即進(jìn)入光管322，通過光管322的光線再由折鏡334改變光線方向，使得光線投射至成像元件340。成像元件340再依據(jù)光學(xué)組件330聚集的光線而產(chǎn)生影像。最后，由鏡頭350將影像聚焦于屏幕上。成像元件340優(yōu)選為數(shù)字微鏡元件(Digital Micromirror Device；DMD)。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，該圖為圖3所示的彩色濾光裝置的示意圖。在圖4中，彩色濾光裝置的色輪322為三節(jié)點(diǎn)色輪，優(yōu)選為YGC三色輪；YGC三色輪包括黃色濾光區(qū)Y、青色(Cyan)濾光區(qū)C及綠色濾光區(qū)G。彩色濾光裝置的濾光片324為矩形濾光片，優(yōu)選為洋紅色濾光片；洋紅色濾光片410包括洋紅色(Magenta)濾光區(qū)M。通過濾光片324相對(duì)于色輪322開啟和關(guān)閉，使洋紅色濾光區(qū)M有選擇地交疊于黃色濾光區(qū)Y及有選擇地交疊于青色濾光區(qū)C。當(dāng)濾光片324相對(duì)于色輪322開啟時(shí)，光線只通過色輪322進(jìn)行分色，可使通過綠色濾光區(qū)G的光線呈現(xiàn)綠色，或使接續(xù)通過黃色濾光區(qū)Y、青色濾光區(qū)C及綠色濾光區(qū)G的光線呈現(xiàn)白色。當(dāng)濾光片324相對(duì)于色輪322關(guān)閉時(shí)，光線接續(xù)通過色輪322及濾光片324。如此，洋紅色濾光區(qū)M可交疊于黃色濾光區(qū)Y，使通過交疊的洋紅色濾光區(qū)M與黃色濾光區(qū)Y的光線呈現(xiàn)紅色；或者，洋紅色濾光區(qū)M可交疊于青色濾光區(qū)C，使通過交疊的洋紅色濾光區(qū)M及青色濾光區(qū)C的光線呈現(xiàn)藍(lán)色。
請(qǐng)參照?qǐng)D5A及5B，它們示出了圖4所示的濾光片及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況。移動(dòng)機(jī)構(gòu)用以帶動(dòng)濾光片324往復(fù)移動(dòng)，其包括本體510、滑軌520及轉(zhuǎn)輪530。濾光片324設(shè)置于本體510上，滑軌520固定連接于本體510的一側(cè)。即，滑軌520鄰接于濾光片324的一側(cè)。轉(zhuǎn)輪530具有凸點(diǎn)532，凸點(diǎn)532可滑動(dòng)地卡接于滑軌520。如圖5A所示，轉(zhuǎn)輪530以順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，凸點(diǎn)532沿滑軌520朝上方滑動(dòng)，并帶動(dòng)本體510開始朝向右側(cè)移動(dòng)。當(dāng)凸點(diǎn)532滑動(dòng)至滑軌520的頂端后改變方向而沿滑軌520朝下方滑動(dòng)時(shí)，繼續(xù)帶動(dòng)本體510朝向右側(cè)移動(dòng)。直到凸點(diǎn)532回到滑軌520的中部之后，則帶動(dòng)本體510折回而開始朝向左側(cè)移動(dòng)，如圖5B所示。轉(zhuǎn)輪530轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，凸點(diǎn)532則在滑軌520中上下滑動(dòng)一次，借此帶動(dòng)濾光片324左右往復(fù)移動(dòng)。
請(qǐng)參照?qǐng)D6，該圖為本發(fā)明的另一彩色濾光裝置的示意圖。在圖6中，彩色濾光裝置的第一濾光器610為三節(jié)點(diǎn)色輪，優(yōu)選為YGC三色輪；YGC三色輪包括黃色濾光區(qū)Y、青色(Cyan)濾光區(qū)C及綠色濾光區(qū)G。彩色濾光裝置的第二濾光器620為圓形濾光片，其可相對(duì)于光線轉(zhuǎn)動(dòng)。第二濾光器620優(yōu)選包括洋紅色濾光區(qū)M及白色濾光區(qū)W。如圖6所示，洋紅色濾光區(qū)M的扇形面積小于白色濾光區(qū)W的扇形面積。此外，第一濾光器610及第二濾光器620皆可相對(duì)于光線轉(zhuǎn)動(dòng)，且分別具有第一轉(zhuǎn)速和第二轉(zhuǎn)速。第一濾光器610的第一轉(zhuǎn)速優(yōu)選為第二濾光器620的第二轉(zhuǎn)速的一半。當(dāng)光線接續(xù)通過第一濾光區(qū)610和第二濾光區(qū)620時(shí)，通過對(duì)兩個(gè)濾光器相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)序進(jìn)行控制，可使洋紅色濾光區(qū)M有選擇地交疊于黃色濾光區(qū)Y，亦可使其有選擇地交疊于青色濾光區(qū)C。通過交疊的洋紅色濾光區(qū)M與黃色濾光區(qū)Y的光線呈現(xiàn)紅色；通過交疊的洋紅色濾光區(qū)M及青色濾光區(qū)C的光線呈現(xiàn)藍(lán)色；通過交疊的綠色濾光區(qū)G及白色濾光區(qū)W的光線呈現(xiàn)綠色；通過交疊的白色濾光區(qū)W及接續(xù)通過黃色濾光區(qū)Y、青色濾光區(qū)C、綠色濾光區(qū)G的光線呈現(xiàn)白色。
本發(fā)明上述實(shí)施方式所披露的數(shù)字光處理投影儀可使光線同時(shí)通過兩個(gè)濾光器，并借助于彩色濾光裝置中兩個(gè)可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的濾光器有選擇地形成交疊的濾光區(qū)。同時(shí)，借助于不同色段的濾光區(qū)的交疊搭配，可提高投影畫面的色彩鮮艷度及亮度。本發(fā)明不僅適用于亮度需求較高的商業(yè)展示環(huán)境，亦適用于必須真實(shí)呈現(xiàn)畫面色彩的家庭影院的投影。
綜上所述，雖然本發(fā)明已通過一優(yōu)選實(shí)施方式披露于上，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域任何技術(shù)人員在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明作出各種變換和潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求書所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種投影儀，包括用以產(chǎn)生光線的光源；用以對(duì)所述光線進(jìn)行分色的彩色濾光裝置，該裝置包括色輪、相對(duì)于所述色輪開啟或關(guān)閉的濾光片；用以聚集通過所述分色的光線的光學(xué)組件；用以接收通過所述光學(xué)組件的光線并據(jù)此產(chǎn)生影像的成像元件；用以將所述影像聚焦于屏幕上的鏡頭；其中，所述濾光片可動(dòng)地被配置于所述色輪與所述光學(xué)組件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，所述色輪包括黃色濾光區(qū)、青色濾光區(qū)及綠色濾光區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的投影儀，其中，當(dāng)所述濾光片相對(duì)于所述色輪開啟時(shí)，使通過所述綠色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)綠色，或使接續(xù)通過所述黃色濾光區(qū)、青色濾光區(qū)及綠色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)白色。
4.如權(quán)利要求2所述的投影儀，其中，所述濾光片包括洋紅色濾光區(qū)，該洋紅色濾光區(qū)有選擇地交疊于所述黃色濾光區(qū)及有選擇地交疊于所述青色濾光區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的投影儀，其中，當(dāng)所述濾光片相對(duì)于所述色輪關(guān)閉時(shí)，使所述洋紅色濾光區(qū)交疊于所述黃色濾光區(qū)，使通過交疊的所述洋紅色濾光區(qū)與所述黃色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)紅色，或使所述洋紅色濾光區(qū)交疊于所述青色濾光區(qū)，使通過交疊的所述洋紅色濾光區(qū)及青色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)藍(lán)色。
6.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，所述彩色濾光裝置還包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以帶動(dòng)所述濾光片往復(fù)移動(dòng)，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括鄰接于所述濾光片一側(cè)的滑軌；轉(zhuǎn)輪，其具有凸點(diǎn)，該凸點(diǎn)滑動(dòng)地卡接于所述滑軌，當(dāng)所述轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，所述凸點(diǎn)往復(fù)滑動(dòng)于所述滑軌中一次。
7.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，所述光學(xué)組件包括用以接收通過所述彩色濾光裝置的光線、并使所述光線均勻化的光管；用以接受通過所述光管的光線、并改變所述光線的方向、使光線投射至所述成像元件的折鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，所述成像元件為數(shù)字微鏡元件。
9.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第二濾光器為圓形濾光片，其相對(duì)于所述光線轉(zhuǎn)動(dòng)，該圓形濾光片包括所述洋紅色濾光區(qū)及白色濾光區(qū)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述洋紅色濾光區(qū)的扇形面積小于所述白色濾光區(qū)的扇形面積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種投影儀及其彩色濾光裝置。彩色濾光裝置用以對(duì)光線進(jìn)行分色，其包括第一濾光器及第二濾光器。第一濾光器包括黃色濾光區(qū)、青色濾光區(qū)及綠色濾光區(qū)。第二濾光器包括洋紅色濾光區(qū)。第二濾光器相對(duì)于第一濾光器可動(dòng)，使洋紅色濾光區(qū)有選擇地交疊于黃色濾光區(qū)及有選擇地交疊于青色濾光區(qū)。通過交疊的洋紅色濾光區(qū)和黃色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)紅色，通過交疊的洋紅色濾光區(qū)和青色濾光區(qū)的光線呈現(xiàn)藍(lán)色。本發(fā)明的投影儀可使光線同時(shí)通過兩個(gè)濾光器，并借助于彩色濾光裝置中兩個(gè)可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的濾光器有選擇地形成交疊的濾光區(qū)，同時(shí)，借助于不同色段的濾光區(qū)的交疊搭配，可提高投影畫面的色彩鮮艷度及亮度。
文檔編號(hào)G03B21/14GK1888974SQ20051008100
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者鮑昭漢 申請(qǐng)人:明基電通股份有限公司