CN1151390C - 数字投影机的曲面反射式投影结构 - Google Patents
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Abstract
一种数字投影机的曲面反射式投影结构，其包括图像投射单元组以及曲面反射式投影结构单元组。图像投射单元组包括投影镜头，以投射图像显示元件的图像并具有一光轴。曲面反射式投影结构单元组包括第一反射镜以及第二反射镜。其中第一反射镜，以既定角度反射来自投影镜头的投射图像；第二反射镜，将来自第一反射镜的投射图像反射到屏幕上，本发明可以增加数字投影机的偏移量以及增加数字投影机的放大倍率。
Description
本发明涉及一种数字投影机的曲面反射式投影结构，特别是涉及一种附加使用于数字投影机的投影镜头外的一种曲面反射式投影结构。
在现有数字投影机中，大多采用单个镜头来放大投影图像以及增加图像的偏移量。如图1所示，此为现有数字投影机中的投影镜头示意图。在此图中，具有一图像显示元件10，例如：穿透式液晶光阀、反射式液晶光阀及数字反射元件等等；一投影镜头20，包括至少一第一透镜22、第二透镜24、第三透镜26，其中第一透镜22、第二透镜24、第三透镜26形成一光轴OA(optical axis)并且改变至少一透镜的位置时可以缩小放大投射图像。
然而，一旦镜头的规格确定，特别是放大倍率(zoom ratio)的规格确定后，与屏幕距离是已定的距离时，缩小放大的投射图像尺寸为固定的。如图2A所示，随着数字投影机PJT与屏幕SC之间的距离增加，例如D1增加至D2，D2增加至D3等，可以增加缩小放大的投射图像，或者重新设计一个投影镜头也可以达到缩小放大图像的目的。
此外，投影镜头的偏移量规格也是确定的。当使用者需要提高投射图像的高度时，必须增加数字投影机与地面的距离外或者重新设计一个投影镜头。如图2B所示，当增加数字投影机与地面的仰角θ时，容易产生投射图像梯形失真。
本发明的目的在于提供一种数字投影机的曲面反射式投影结构，以解决上述问题。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种数字投影机的曲面反射式投影结构，其包括：一图像投射单元组，包括一投影镜头，用以投射图像显示元件的图像并具有一光轴；以及一曲面反射式投影结构单元组，包括一第一曲面反射镜以及一第二曲面反射镜；其中该第一曲面反射镜，以既定角度反射来自该投影镜头的投射图像；以及该第二曲面反射镜，将来自该第一曲面反射镜的投射图像反射到一屏幕上，以放大或缩小或位移投射图像。
具体地说，本发明包括：一数字投影机本体、一第一曲面反射镜以及一第二曲面反射镜。该投影镜头具有一光轴OA用以投射图像。该第一曲面反射镜与光轴OA以一定角度倾斜地设置在该光轴OA上并且反射来自投影镜头的投射图像。该第二曲面反射镜与光轴OA倾斜地设置在光轴OA的上方并且反射来自第一曲面反射镜的投射图像至屏幕上。
第一曲面反射镜与第二曲面反射镜的组合种类包括：第一曲面反射镜为第一反射凸面镜且第二曲面反射镜为第二反射凸面镜；以及第一曲面反射镜为第一反射凹面镜且第二曲面反射镜为第二反射凸面镜。在本发明中，反射凸面镜可以是球面反射凸镜或非球面反射凸镜；以及反射凹面镜可以是球面反射凹镜或非球面反射凹镜。
本发明装置的优点在于，其与原数字投影机的投影镜头搭配使用，可以增加数字投影机的放大倍率，并同时增加图像(数字投影机)的偏移量(offset)而不产生梯形失真。
下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：
图1为现有数字投影机的投影镜头示意图；
图2A为投影机的放大倍率与屏幕之间的示意图；
图2B为增加投影机仰角时产生投射图像梯形失真示意图；
图3为本发明第一实施例的数字投影机的曲面反射式投影结构图；
图4A与图4B分别为投射图像往屏幕SC的一侧偏移的示意图；
图5为本发明第二实施例的数字投影机的曲面反射式投影结构图；
图6A与图6B分别为投射图像往屏幕SC的一侧偏移的示意图；
图7A和图7B分别为本发明较佳实施例中可转动的第二反射镜示意图。
如图3所示，其为本发明第一实施例的数字投影机的曲面反射式投影结构图，本发明较佳实施例的数字投影机的曲面反射式投影装置包括一图像投射单元组X以及一区面反射式投影结构单元组Y；其中该图像投射单元组X包括一图像显示元件10与一投影镜头200以及该区面反射式投影结构单元组Y，该单元组Y包括一第一反射镜310与一第二反射镜320。
投影镜头200缩小放大投射图像显示元件10的图像后，经由一开口投射到曲面反射式投影结构单元组Y。图像进入曲面反射式结构单元组Y后照射在第一反射镜310上，接着图像以一既定角度转向后照射在第二反射镜320上，最后图像以另一既定角度转向后照射在屏幕SC上。
第一反射镜310为一凸面镜，可以再放大来自投影镜头200的投射图像并且反射投射图像至第二反射镜320。第二反射镜320为一凸面镜用以再放大来自第一反射镜310的投射图像并且反射投射图像至屏幕SC上。
如图4A所示，未使用曲面反射式结构单元组Y时，投影镜头200以光轴OA为图像中心，将图像显示元件10的图像投射在屏幕SC上。
如图4B所示，使用曲面反射式结构单元组Y时，图像经由图像投射单元组X与曲面反射式投影结构单元组Y，将图像显示元件10的图像投射在屏幕SC上。
比较图4A与图4B，图4B的投射图像比图4A的投射图像往屏幕SC的一侧偏移。图4A的投射图像的底部与图4B的投射图像的底部距离相差Δh′，即图4B的图像偏移量为Δh′。
在本发明的第一实施例中，投射图像经由第一反射镜与第二反射镜作用，可以在图像不失真范围内两次放大投射图像得到最大的放大图像需求；并且经由曲面反射式投影结构单元组内的第一反射镜与第二反射镜作用使光路径往屏幕的一侧偏移。
图5显示本发明的第二实施例的数字投影机的曲面反射式投影结构。
如图5所示，本发明较佳实施例的数字投影机的曲面反射式投影结构包括一图像投射单元组X以及一曲面反射式投影结构单元组Y；其中该图像投射单元组X包括一图像显示元件10与一投影镜头200以及该区面反射式投影结构单元组Y包括一第一反射镜330与一第二反射镜320。
投影镜头200缩小放大投射图像显示元件10的图像后，经由一开口投射到曲面反射式投影结构单元组Y。图像进入曲面反射式结构单元组Y后照射在第一反射镜330上，接着图像以一既定角度转向后照射在第二反射镜320上，最后图像以另一既定角度转向后照射在屏幕SC上。
第一反射镜330为凹面镜，可以缩小来自投影镜头200的投射图像并且反射投射图像至第二反射镜320。第二反射镜320为凸面镜用以放大来自第一反射镜330的投射图像并且反射投射图像至屏幕SC上。在本发明第二实施例中，第一反射镜330与第二反射镜320的总倍率为放大倍率。
如图6A所示，未使用曲面反射式结构单元组Y时，投影镜头200可以光轴OA为图像中心，将图像显示元件10的图像投射在屏幕SC上。
如图6B所示，使用曲面反射式结构单元组Y时，图像经由图像投射单元组X与曲面反射式投影结构单元组Y，将图像显示元件10的图像投射在屏幕SC上。
比较图6A与图6B，图6B的投射图像比图6A的投射图像往屏幕SC的一侧偏移。图6A的投射图像的底部与图6B的投射图像的底部距离相差Δh″，即图6B的图像偏移量为Δh″。
在本发明的第二实施例中，投射图像经由第一反射镜330与第二反射镜320作用，可以在图像失真范围内放大投射图像，从而得到最大的放大图像需求。
在本发明第二实施例中，利用第一反射镜缩小投射图像，所以可以缩小第二反射镜使用的面积而降低成本。
图7A及图7B是显示本发明较佳实施例中可转动的第二反射镜示意图。如图所示，数字投影机的曲面反射式投影装置包括一图像投射单元组X以及一曲面反射式投影结构单元组Y；其中图像投射单元组还包括一图像显示元件10与一投影镜头200以及曲面反射式投影结构单元组Y还包括一第一反射镜330与一第二反射镜320。第二反射曲面镜320，具有一转动轴321，使第二反射曲面镜320以转动轴321转动。如图所示，在梯形失真容忍范围内进一步可以顺时钟转动第二反射镜320，用以再增加投射图像在屏幕SC上的偏移量Δh。
在本发明的较佳实施例中，凸面镜可以是球面或非球面；以及凹面镜也可以是球面或非球面。
在本发明中，数字投影机的曲面反射式投影结构适用于任一种数字投影机及其投影镜头而不失真。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
Claims (11)
1.一种数字投影机的曲面反射式投影结构，其包括：
一图像投射单元组，包括一投影镜头，用以投射图像显示元件的图像并具有一光轴；以及
一曲面反射式投影结构单元组，包括一第一曲面反射镜以及一第二曲面反射镜；
其中该第一曲面反射镜，以既定角度反射来自该投影镜头的投射图像；以及该第二曲面反射镜，将来自该第一曲面反射镜的投射图像反射到一屏幕上，以放大或缩小或位移投射图像。
2.如权利要求1所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第一曲面反射镜为一第一反射凸面镜，用以放大来自该投影镜头的投射图像并且将该投射图像反射到该第二反射镜。
3.如权利要求2所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二反射镜为一第二反射凸面镜，用以放大来自该第一反射凸面镜的投射图像并且将该投射图像反射到该屏幕上。
4.如权利要求3所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二反射凸面镜具有垂直于该光轴的转动轴，沿着该转动轴旋转该第二反射凸面镜，使得可以增加投射图像的偏移量。
5.如权利要求2所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第一反射凸面镜种类包括：球面反射凸镜以及非球面反射凸镜。
6.如权利要求3所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二反射凸面镜种类包括：球面反射凸镜以及非球面反射凸镜。
7.如权利要求1所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第一曲面反射镜为一第一反射凹面镜，用以缩小来自该投影镜头的投射图像并且将该投射图像反射到该第二曲面反射镜。
8.如权利要求7所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二曲面反射镜为一第二反射凸面镜，用以放大来自该第一反射凹面镜的投射图像并且将该投射图像反射到该屏幕上。
9.如权利要求8所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二凸面反射镜具有垂直于光轴的转动轴，沿着该转动轴转动该第二凸面反射镜，使得可以增加投射图像的偏移量。
10.如权利要求7所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第一反射凹面镜种类包括：球面反射凹镜以及非球面反射凹镜。
11.如权利要求8所述的数字投影机的曲面反射式投影结构，其中该第二反射凸面镜种类包括：球面反射凸镜以及非球面反射凸镜。
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