具有遮罩结构的投影显示装置.pdf

一种具有遮罩结构的投影显示装置，包括：照明单元、遮罩结构、数字微镜装置及投影镜头；其中遮罩结构具有一透明基板，并于基板侧面利用印刷或镀膜方式设置光遮蔽区以形成一光透射区；当照明单元提供的光束投射于遮罩结构时，其中有效光束可直接穿过光透射区至微镜装置的微镜片阵列上，后由投影镜头将图像呈现于屏幕，而部分光束受到光遮蔽区的反射及吸收作用阻挡，而不会投射于微镜装置的裸露电连接部分，以达到防止杂散图像呈现于屏幕的目的。

1.  一种具有遮罩结构的投影显示装置，包括：
一提供光束的照明单元；
一设于该照明单元的后方的遮罩结构，该遮罩结构包括一基板，该基板上设有一光透射区及设于其周围的光遮蔽区；以及
一数字微镜装置，该数字微镜装置设于该遮罩结构的后方，以将光束反射至一投影镜头。

2.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该基板是一透明基板。

3.  如权利要求2所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该遮罩结构的光遮蔽区是一不透光层。

4.  如权利要求3所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该不透光层是设于该透明基板面向该数字微镜装置的一侧面。

5.  如权利要求3所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该不透光层是设于该透明基板背对该数字微镜装置的一侧面。

6.  如权利要求3所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该不透光层是以镀层方式制成。

7.  如权利要求3所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该不透光层是以印刷方式制成。

8.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该基板的侧面可设有抗反射层。

9.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该基板可为金属基板，且其中心设有一开孔。

10.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该数字微镜装置具有一微镜片阵列，及裸露于其周围的电连接部分。

11.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该遮罩结构与数字微镜装置间是间隔一极小间隙。

12.  如权利要求1所述的具有遮罩结构的投影显示装置，其特征在于：该遮罩结构是可贴设于该数字微镜装置的入射面上。

具有遮罩结构的投影显示装置
技术领域
本发明是有关投影显示装置，尤其是指一种具有遮罩结构的投影显示装置。
背景技术
如图1所示，公知数字光源处理(DLP，Digital Light Processing)投影显示装置10，是采用反射式的数字微镜装置11(DMD，DigitalMicromirror Device)，借助微镜阵列(Micromirror array)将照明单元12提供的照明光束反射，经投影镜头13以形成图像呈现于屏幕14上。
如图2所示，目前采用的数字微镜装置11(即无遮罩型光阀，Non-Aperture DMD)，是于封程序中将于微镜阵列晶片111周围的电连接部分112(如：焊垫或焊线)裸露出来，以免去使用公知的高成本密封式封装(Hermetic package)方式，使数字微镜装置11的制造成本可大幅降低，然当投射于数字微镜装置11的光束投射于裸露焊垫或焊线区域112时，会将光束反射后显示于屏幕14，而使屏幕14画面产生杂散图像影响视觉享受。因此，当低成本的无遮罩型光阀应用于投影显示装置，存在的杂散图像产生问题，仍有待研究人员提出解决办法。
发明内容
本发明的一个目的，是提供一种具有遮罩结构的投影显示装置，借助设置遮罩结构，以阻挡投射于电连接部分的光束，达到避免杂散图像产生而提高图像品质。
本发明的另一个目的，是提供一种具有遮罩结构的投影显示装置，利用将遮罩结构的光遮蔽区面向数字微镜装置设置，使非有效光束可规则反射以避免反射光束进入投影镜头，且可更准确遮蔽非有效光束。
为达到上述目的，本发明的一种具有遮罩结构的投影显示装置包括照明单元、遮罩结构、数字微镜装置及投影镜头；其中遮罩结构具有一透明基板，并于基板侧面利用印刷或镀膜方式设置光遮蔽区以形成一光透射区，数字微镜装置包括数字微镜阵及裸露于其周围的电连接部分；当照明单元提供的光束投射于遮罩结构时，其中有效光束可直接穿过光透射区至微镜装置的微镜片阵列上，后由投影镜头将图像呈现于屏幕，而部分光束受到光遮蔽区的反射及吸收作用阻挡，而不会投射于微镜装置的裸露电连接部分，以达到防止杂散图像呈现于屏幕；另外，利用将遮罩结构的光遮蔽区面向数字微镜装置设置，使非有效光束可规则反射以避免反射光束进入投影镜头，且光遮蔽区可贴近数字微镜装置的成像面，故可更准确遮蔽非有效光束。
附图说明
图1是表示公知数字光源处理投影显示装置的示意图。
图2是表示公知无遮罩数字微镜装置的外观图。
图3是表示本发明具有遮罩结构的投影显示装置图。
图4是表示本发明第一实施例遮罩结构的侧视图。
图5是表示本发明第二实施例遮罩结构的侧视图。
图6是表示本发明第二实施例遮罩结构的另一侧视图。
图7是表示本发明第三实施例遮罩结构的侧视图。
附图标号说明：
投影显示装置  20
照明单元      21
光源          211
光束          2111、2111A、2111B
滤光结构      212
均匀化结构    213
遮罩结构      22
透明基板      221
侧面          222
光透射区      223
光遮蔽区      224
数字微镜装置  23
微镜片阵列    231
电性连接部分  232
全反射棱镜    24
投影镜头      25
遮罩结构      32
透明基板      321
侧面          322
光透射区      323
光遮蔽区      324
抗反射层      325
遮罩结构      42
金属基板      421
通孔          422
具体实施方式
有关本发明为达到上述目的，所采用的技术手段及其余功效，现举三个优选实施例，并结合附图说明如下：
第一实施例：
如图3所示，本发明具有遮罩结构的投影显示装置20包括一照明单元21、一遮罩结构22、一无遮罩型数字微镜装置23(例无遮罩型光阀，Non-Aperture DMD)、一全反射棱镜24、一投影镜头25及一屏幕(图未示)。
其中照明单元21包括提供光束2111及光源211、滤光结构212、均匀化结构213等；参阅图4所示，遮罩结构22是设置于照明单元21后方，且贴近数字微镜装置23的前端设置；遮罩结构22包括一透明基板221，并于透明基板221背对数字微镜装置23的侧面222上设有一光透射区223及设于其周围的光遮蔽区224，光透射区223是供有效光束2111A通过，而光遮蔽区224是用以阻挡非有效光束2111B射入数字微镜装置23或投影镜头25，该透明基板221可为玻璃，光遮蔽区224是借助印刷或镀膜方式形成一不透光层，不透光层可为黑色油墨、金属层或镜面材质；而无遮罩型数字微镜装置23包括一微镜片阵列231及裸露于其周围的电连接部分232(如：焊垫或焊线)，微镜片阵列231是位于光透射区223后方，电连接部分是位于光遮蔽区224后方，并依微镜片阵列231面积适当设置光透射区223，以使由光透射区223穿过的光束(即有效光束2111A)可完全投射于微镜片阵列231上，而光遮蔽区224可完全阻挡投射于电连接部分232的光束(及非有效光束2111B)。
当照明单元21提供的光束2111借助滤光结构212、均匀化结构213进行滤光及均匀化等处理后，透过全反射棱镜24投射于遮罩结构22，其中部分光束2111A由遮罩结构22侧面222的光透射区223通过，入射于其后方的数字微镜装置23上微镜片阵列231区域，经其处理反射后再经过遮罩结构22、全反射棱镜24，由最后由投影镜头25将图像呈现于屏幕(图未示)；而其余投射于光遮蔽区224的光束，受到光遮蔽区224的反射及吸收作用阻挡，而限制光束投射于数字微镜装置23上电连接部分232区域，因此，借助遮罩结构22可阻挡投射于电连接部分232的光束，以避免光束由电连接部分232反射而产生杂散图像呈现于屏幕(图未示)上。
另外，本实施例中是将遮罩结构22设于一采用全反射棱镜24的投影显示系统20，使入射与反射于微镜装置23的光束，可透过遮罩结构22进行两次阻挡非有效光，以有效阻挡杂散图像产生；但随着投影系统的不同，遮罩结构22亦可作不同配置以有效遮蔽非有效光束，例如：当采用反射镜的非斜射系统(图未示)时，遮罩元件22则可设于数字微镜装置23的入射光路上以阻挡光束入射于电连接部分232，或者设于数字微镜装置23的反射光路上以阻挡由电连接区域232反射的光束。
第二实施例：
本实施例与上述第一实施例相同或相当的元件是标示同一图号，参阅图5所示，而本实施例与上述实施例不同之处在于：该遮罩结构32是包括一透明基板321，并于透明基板321面对数字微镜装置23的侧面322上设有一光透射区323及设于其周围的光遮蔽区324，以使光遮蔽区324的背面形成反射面，该透明基板321可为玻璃，光遮蔽区324是借助印刷或镀膜方式形成一不透光层，不透光层可为黑色油墨、金属层或镜面材质、借助将光遮蔽区324设于面对数字微镜装置23的侧面322，使光遮蔽区324可更接近数字微镜装置23的入射面(即成像面)，使更准确阻挡投射于电连接部分232的光束。另外，由于光遮蔽区是由镀层或印刷技术形成，因此其表面会随着制程精度及厚度影响而产生凹凸表面，当光束直接入射于该凹凸表面时将产生不规则反射(即漫射(diffuse))，然本实施例是将光束由光遮蔽区324背面的光滑表面入射，使入射于光遮蔽区324的光束可规则反射，以防止反射光束射入投影镜头的光路，故可更有效达到防制杂散图像的产生。
如图6所示，遮罩结构32的侧面可设置抗反射(Anti-Reflection，AR)层325，以提升光束透射率，降低光束穿过不同介质产生的亮度损失，使系统亮度提升。
第三实施例：
本实施例与上述第二实施例相同或相当的元件是标示同一图号，如图7所示，而本实施例与上述实施例不同之处在于：遮罩结构42是为一金属基板421，金属基板421中心开设有一通孔422以形成光透射区，而通孔422周围部分则为光遮蔽区，以一体制成该遮罩结构42，藉以取代前述实施例由透明基板及镀层形成地遮罩结构，以达到降低成本；且可将该遮罩结构42直接贴设于无遮罩型数字微镜装置23的入射面，以使通孔422接近数字微镜装置23的入射面(即成像面)，以更准确阻挡投射于电连接部分232的光束。
当照明单元21提供的光束投射于遮罩结构42，其中部分光束由遮罩结构42中心的通孔422通过，直接入射于其后方的数字微镜装置23的微镜片阵列231区域，经其处理反射后由投影镜头25将图像呈现于屏幕(图未示)，而其余投射于金属基板421上的光束，受到金属的吸收与反射作用阻挡，而限制光束投射于数字微镜装置上电连接部分232区域，因此，借助遮罩结构42可阻挡投射于电连接部分的光束，以避免光束由电连接部分反射而产生杂散图像呈现于屏幕(图未示)上。
以上所述，仅用以方便说明本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该等优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，在不脱离本发明的精神下，皆属本发明权利要求书范围。