專利名稱：投影光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種可遮蔽投射于屏幕上雜光的投影光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圖1是表示公知斜射的數(shù)位光源處理(DLP，Digital Light Processing)投影顯示系統(tǒng)采用的數(shù)位微形鏡裝置(Digital micro-mirror device，DMD)11A，在進(jìn)行封裝時(shí)，需設(shè)置一光學(xué)玻璃111A于DMD晶片112A上，并利用氣相沉積(Vapor deposition)方法直接于光學(xué)玻璃111A上形成一遮蔽薄膜113A，再于遮蔽薄膜113A中心以化學(xué)蝕刻形成一孔徑，后將光學(xué)玻璃111A的遮蔽薄膜113A貼近DMD晶片112A入射面設(shè)置，以借助遮蔽薄膜113A遮蔽DMD11A有效區(qū)域外金屬導(dǎo)線等產(chǎn)生反射的雜光進(jìn)入投影鏡頭(圖未示)，而具有高成像品質(zhì)；但由于光學(xué)玻璃111A需接近DMD晶片112A入射面設(shè)置，因此當(dāng)光學(xué)玻璃111A上具有微小雜質(zhì)時(shí)，易隨圖像投射于屏幕(圖未示)上而影響畫質(zhì)，故一般需采用高潔凈度的光學(xué)玻璃以改善雜質(zhì)的影響，但此方式將會使DMD成本提高；此外，這項(xiàng)較不重要遮蔽封裝工序的成效，直接影響昂貴的前DMD工序的優(yōu)良率，而加重制造成本。
因此，為了降低DMD成本及提升優(yōu)良率，目前的DMD11B(如圖2所示)于封裝時(shí)不利用光學(xué)玻璃來遮蔽DMD晶片外的區(qū)域，而直接將電子電路114B暴露出來；當(dāng)其應(yīng)用于背投影系統(tǒng)時(shí)是利用顯示屏幕周圍設(shè)置屏幕框架作為遮罩，而遮住隨暴露的電子電路投射于屏幕的雜散圖像，使其不影響圖像品質(zhì)；然而于前投影系統(tǒng)中因不具備屏幕框架，而利用框架遮蔽方式顯然無法應(yīng)用于前投影系統(tǒng)。
而公知的應(yīng)用于斜射的前投影系統(tǒng)的方式，如圖2所示，利用于照明單元12入射于DMD11B的光路徑上設(shè)置一遮蔽元件13，借助遮蔽元件13以遮蔽雜散光后再入射于DMD11B，但在斜射的投影系統(tǒng)中，照明單元12提供的矩形光束(如圖3A所示)將斜向入射于DMD11，致使照明光斑于DMD11B上產(chǎn)生形變光束(如圖3B所示)，且為了降低光斑變形造成外圍亮度損失，一般于DMD11B上的光斑將大于DMD晶片112B區(qū)域，致使部分光束會投射于DMD11B的電子電路114B區(qū)域，因此，將遮蔽元件13設(shè)于DMD11B入射光路徑上，僅可遮蔽有效光束外的雜散光，卻無法遮蔽斜射形變后或光斑增大造成的雜散光(即投射于電子電路區(qū)域并反射至投影鏡頭14的光束)；因此，公知利用遮蔽元件的方式由于受到斜射系統(tǒng)具有光斑形變的影響，而無法有效遮蔽雜散光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)，利用成像透鏡將光閥圖像形成于光閥外的成像面，并設(shè)置一遮蔽元件于成像面上以遮蔽雜散光，而提高成像品質(zhì)且降低成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)，利用將遮蔽元件設(shè)于光閥外的反射路徑上，以有效阻絕斜射造成由電子電路反射的雜散光。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)包括一光源、一光閥、一成像透鏡、一遮蔽元件及一投影鏡頭，其中該遮蔽元件具有孔徑及遮蔽區(qū)并設(shè)于成像透鏡形成的成像面上；當(dāng)光源提供的照明光束投射于光閥上，借助光閥將照明光束轉(zhuǎn)化成圖像光束，再入射于成像透鏡而將圖像成像于遮蔽元件上，利用遮蔽區(qū)將雜散圖像遮蔽后，再經(jīng)投影鏡頭將圖像呈現(xiàn)于屏幕上，由于在成像面上遮蔽雜散圖像且遮蔽元件不需貼近光閥設(shè)置，故可提高成像品質(zhì)且降低成本。


圖1，是公知的DMD結(jié)構(gòu)圖。
圖2，是公知的斜射之前投影系統(tǒng)圖。
圖3A，是公知的照明單元的照明光束光斑圖。
圖3B，是公知的DMD上的光束光斑圖。
圖4，是本發(fā)明投影光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
圖5，是本發(fā)明遮蔽元件的立體圖。
附圖標(biāo)號說明投影光學(xué)系統(tǒng)20
光源21照明光束211A圖像光束211B光閥22光閥晶片221基座222電子電路223成像透鏡23成像面231遮蔽元件24孔徑241遮蔽區(qū)242投影鏡頭25色輪26積分柱27屏幕28具體實(shí)施方式
有關(guān)本發(fā)明為達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)手段及其它效，現(xiàn)舉一優(yōu)選實(shí)施例，并結(jié)合

如下如圖4所示，本發(fā)明斜射的投影光學(xué)系統(tǒng)20包括一光源21、一光閥22、一成像透鏡23、一遮蔽元件24及一投影鏡頭25；其中該光源21提供一照明光束211A，照明光束211A經(jīng)色輪26及積分柱27作濾光及均勻化處理后，斜向投射于設(shè)于照明光束211A光路徑上的光閥22；光閥22是將一光閥晶片221設(shè)于一基座222上而形成一有電子電路223裸露的光閥22，其中光閥22可為DMD或液晶面板，借助光閥22其將照明光束211A轉(zhuǎn)化成一圖像光束211B，再入射于設(shè)于圖像光束211B光路徑(即光閥22的反射光路)上的成像透鏡23，而將光閥22圖像成像于一預(yù)定成像面231上，使成像面231離開光閥22，以便容易設(shè)置遮蔽元件24于成像面231上，同時(shí)于該成像面231上進(jìn)行遮蔽時(shí)，可避免影響光閥22，另外，該成像透鏡23的曲率與設(shè)置位置，可根據(jù)光閥大小而定，一般使照明光束投射于光閥22上的形狀與大小與投射于成像面231上者相同為最佳；如圖5所示，遮蔽元件24具有一孔徑(Aperture)241及一遮蔽區(qū)242，該遮蔽區(qū)242是設(shè)于孔徑241外圍，并以鍍膜、粘貼或涂布方式設(shè)置適當(dāng)寬度遮蔽層(如黑色金屬層、反射層)，使投射于遮蔽區(qū)242的雜散光束受到遮蔽層的阻絕，而不將圖像呈現(xiàn)于屏幕28上，而投射于孔徑241的光閥22有效區(qū)域光束可由孔徑241通過，經(jīng)投影鏡頭25而成像于一屏幕28上，因此，可達(dá)到遮蔽雜散光束，使成像品質(zhì)提高；而當(dāng)成像透鏡23使照明光束投射于光閥22上的形狀與大小與投射于成像面231上者相同，遮蔽元件24的孔徑241可根據(jù)光閥22有效區(qū)域(即具有光閥晶片221區(qū)域)大小而設(shè)，以達(dá)到便于設(shè)置遮蔽元件24及決定遮蔽元件24尺寸。
由于本發(fā)明是借助成像透鏡23先將光閥22圖像移動(dòng)至成像于一光閥22外的成像面231上，再利用設(shè)于成像面231的遮蔽元件24，將光閥22有效區(qū)域外(例如曝露的電子電路223區(qū)域)的圖像遮蔽后，再經(jīng)由投影鏡頭25將遮除雜光后的圖像呈現(xiàn)于屏幕28上，因此，本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)可直接于成像透鏡23的成像面231上遮蔽雜光，且成像透鏡23與遮蔽元件設(shè)于光閥22的反射路徑上，致使斜射形變后或光斑增大而投射于電子電路區(qū)域的光束，可由光閥反射后，經(jīng)成像透鏡23將圖像移至光閥外再次成像后，再利用置于成像面的遮蔽元件24將雜散光遮蔽，因此，可有效達(dá)到遮蔽效果。
另由于本發(fā)明不直接于光閥22成像面上遮蔽雜光，而于借助成像透鏡23將光閥圖像形成于光閥外的成像面231上進(jìn)行遮蔽雜光，因此遮蔽元件不接觸光閥22，故不會影響光閥22成像品質(zhì)且不需采用高潔凈度的光學(xué)玻璃，所以，可降低系統(tǒng)成本。
以上所述，僅用以方便說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該等優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，于不脫離本發(fā)明的精神下，皆屬本發(fā)明權(quán)利要求書范圍。
權(quán)利要求
1.一種投影光學(xué)系統(tǒng)，包括一提供照明光束的光源；至少一光閥，該光閥設(shè)于該照明光束的光路徑上，用以將照明光束轉(zhuǎn)化成一圖像光束而投射出來；一成像透鏡，該成像透鏡設(shè)于該圖像光束的光路徑上，用以將圖像光束成像于成像面上；一設(shè)于該成像面上的遮蔽元件；以及一投影鏡頭，該投影鏡頭設(shè)于該遮蔽元件的后方，以將通過該孔徑的圖像成像于屏幕上。
2.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該遮蔽元件具有一孔徑及設(shè)于該孔徑外圍的遮蔽區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該孔徑是依賴光閥的有效區(qū)域而設(shè)。
4.如權(quán)利要求2所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該遮蔽區(qū)可用鍍膜、涂布或粘貼方式形成遮蔽層。
5.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該光閥周邊具有裸露的電子電路。
6.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該成像透鏡形成的成像面離開該光閥。
7.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于該光學(xué)系統(tǒng)是一斜射的投影光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
一種投影光學(xué)系統(tǒng)包括光源、光閥、成像透鏡、遮蔽元件及投影鏡頭，其中該遮蔽元件具有孔徑及遮蔽區(qū)，并設(shè)于成像透鏡形成的成像面上；當(dāng)光源提供的照明光束投射于光閥上，借助光閥將照明光束轉(zhuǎn)化成圖像光束，再入射于成像透鏡而將圖像成像于遮蔽元件上，利用遮蔽區(qū)將雜散圖像遮蔽后，再經(jīng)投影鏡頭將圖像呈現(xiàn)于屏幕上，由于利用成像透鏡將光閥圖像移至光閥外的成像面上，再通過遮蔽元件遮蔽雜散圖像，使得遮蔽元件不需貼近光閥設(shè)置，故可提高成像品質(zhì)且降低成本。
文檔編號G03B11/04GK1607416SQ200310101090
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月14日
發(fā)明者鄭竹明 申請人:揚(yáng)明光學(xué)股份有限公司