TWI311205B

TWI311205B - Optical system and projector utilizing the same

Info

Publication number: TWI311205B
Application number: TW095115235A
Authority: TW
Inventors: Chih-Chang Chou; Jung-Yao Chen
Original assignee: Benq Corporatio
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2009-06-21
Also published as: US7557341B2; TW200741251A; US20070252086A1

Description

1311205 . 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係有關於一種光學系統，特別是有關於一種内建電磁波感測ι§的光學糸統。【先前技術】如第1圖所示，當使用投影機10將晝面投射至螢幕 20上時，在某些情況下，必須讀取晝面上的資訊，例如需要掃描晝面中的條碼30，需要在投影機10的外部另外加 • 裝紅外線的發射源40以及紅外線感測器50，在使用上甚為不便。【發明内容】有鑑於此，本發明之目的在於提供一種内建有紅外線 . 感測器的光學系統，可應用於投影機中，而且利用投影機的燈泡會同時發出可見光及紅外線的特性，在需要讀取晝面上的資訊時，可以直接利用投影機本身進行，以減少系統的複雜度。…〃一:二籲本發明之光學系統的一較佳實施例包括光源、第一光學元件、射鐃、以友電磁波感測器。其中來自光源的光: 線，通過第一光學元件，然後通過投射鏡後，入射至螢幕，而入射至螢幕的光線由螢幕反射後，經過投射鏡，然後返回第一光學元件，並經由第一光學元件入射至電磁波感測器。在上述之較佳實施例中，第一光學元件可為稜鏡，並具有第一面，在第一面上形成鍍膜，來自光源的光線穿透 0535-A21509TWF(N2')；A05314；CHENTF 5 1311205 . 第一面，而由螢幕反射的光線入射至第一面，並由鍍膜反射至該電磁波感測器。在上述之較佳實施例中，第一光學元件為一反射鏡，並具有第二面，在第二面上形成鍍膜，來自光源的光線入射至第二面並由鍍膜反射後通過投射鏡，而由螢幕反射的光線則穿透第二面而入射至電磁波感測器。在上述之較佳實施例中，由於光源所發出的先線包括可見光與紅外線，電磁波感測器可為紅外線感測器。 • 本發明之投影機系統可將畫面影像投射至顯示幕，該投影機包括：光源、光閥、投射鏡、鍍膜以及非可見光感測器。光源輸出光線，該光線包括可見光與非可見光，光閥依據一輸入信號調變該光線成為該晝面影像，投射鏡將、該晝面影像投射至該顯示幕，當該晝面影像被投射至該顯示幕後，該非可見光被該顯示幕反射後形成一非可見光影像，鍍膜係設置於該光閥與該投射鏡間，該非可見光影像被該顯示幕反射返回該鍍膜後，該鍍膜反射該非可見光影 • 像，非可見光感測器設置於該透鏡附近預設位置，用以接受被該鍍膜反射的該非可見光影像。在止述之投影機系統中，該顯示幕可選擇性地設置一: 預設圖案，該投影機系統更包含有微處理器與記憶體與該非可見光感測器電4生連結.該記憶體中儲存讓預設醫案而該微處理器可判別該非可見光影像中是否包含該預設圖案。為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 0535-A21509TWF(N2)；A05314；CHENTF 6 1311205 •明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下： ' 【實施方式】本發明之光學系統係以應用至投影機為例做說明。第一實施例如第2圖所示，本發明之第一實施例的投影機100包括光源110、聚光透鏡120、第一稜鏡130、微型反射鏡光閥元件...（.1)母拖1]\^〇1'〇1111111*〇1'.〇6¥1。6，〇]\^〇3)140、第二棱 • 鏡150、投射鏡160以及紅外線感測器（電磁波感測器、非可見光感測器）170。第二稜鏡150具有第一面151，在第一面151上形成鍍膜152。來自光源110的光線，包括可見光與非可見的紅外線 . 光，由聚光透鏡120匯聚之後，入射至第一稜鏡130，經由介面131反射後，入射至微型反射鏡光閥元件140，而 DMD光閥元件140依據外部輸入的影像信號調變該光線成為欲投射的晝面影像，經由微型反射鏡光閥:元择斗40反 • 射後」穿透第一稜鏡130，然後穿透第二稜鏡150的第一面151，並穿透鍍膜152，然後光旅通過投射鏡160後投射若使用者選释性地在螢幕20:，預設右下角區域放:董_ 設大小的條碼3 0，則先線照射至條碼3 0後反射的紅外| 光線可產生條碼3 0的紅外線影像。該紅外線影像通過投射鏡160後入射至第二稜鏡150的第一面151，並由鍍膜152 反射談紅外線影像至第二稜鏡150附近預設位置的紅外線

0535-A21509TWF(N2) ；A05314；CHENTF 1311205 . 感測器170 ;藉此，紅外線感測器170針對該預設右下角區域進行感測，可以讀取條碼30的資訊。紅外線感測器170分別連接於記憶體180以及微處理器190，在記憶體180中儲存複數個預設的條碼圖案，而微處理器190可判別該反射的紅外線影像中是否為該預設條瑪圖案其中_之.一。. - .記憶體180及微處理器190，可以是設置在該投影機内部的特殊硬體，或是在以USB資訊匯流排連接的外部個 •人電腦中。若微處理器190比對確認該反射的紅外線影像確實為預設條碼圖案其中之一，則微處理器會指示該投影機或外部個人電腦做出相對應的動作；如該複數個預設條碼圖案 , 可分別對應到下列指令之一：播放配樂，OSD顯示相關字幕，調整螢幕亮度/色調，個人電腦Powerpoint投影片換頁。 ' 如此藉由紅外線感測器170是否感測到使用者放置的預設條碼圖案30，可以令微處理器190產生相對應投影機 • 指令或個人電腦指令，而控制投影機1〇〇或個人電腦（外部影像源)400。由於投影機100的光源110為燈泡，燈泡發出的光線中，除了可見光之外，還有紅外線j:因此無須在投影機100? 的外部另外設置釭外線的發射源，又因為紅外線感測器 170已經内建於投影機100中.，因此也無須另外設置紅外線感測器。 0535-A21509TWF(N2) ；A05314；CHENTF 8 1311205 . 第二實施例如第3圖所不’本發明之第二實施例的投影機200包括光源210、稜鏡230、微型反射鏡元件24〇、反射鏡25〇、投射鏡260以及紅外線感測器27〇。反射鏡25〇具有第二面251，在第二面251上形成鍍膜252。來自光源210的先線，入射至稜鏡23〇，由獍鏡23〇反射後’人射i微型I射鏡元件24q，然後經由微型反射鏡兀件240反射後，穿透稜鏡，入射至反射鏡25〇的 •第二面251 ’由第二面251上的鍍膜252反射後，通過投射鏡260並投射至螢幕2〇上。若使用者選擇性地在螢幕20預設右下角區域放置預. 設大小的條碼30，光線照射至條碼3〇後產生反射，可產 •生條碼30的紅外線影像。該紅外線影像從螢幕20反射的光線’通過投射鏡260後入射至反射鏡250的第二面251，並穿透鍍膜252而入射至紅外線感測器27〇，藉此，紅外線感測盗170針對該預毁右下角區域進行感測，可以讀取 • 條碼30的資訊。紅外線感測器270分別連接於記憶體280以及微處理λ 器290 ’在記憶體，.280中儲存複數個預設的條碼圖案，爾微處理器29:0可判別談反射的釭外線影像中是否為該預設,' 條碼圖案其中之一。: 5己憶體280及微處理器29〇，可以是設置在該投影機

内部的特殊硬體’或是在以USB資訊匯流排連接的外部個人電腦中。 0535-A21509TWP(N2)；A05314；CHENTF 9 1311205 - 若微處理器290比對確認該反射的紅外線影像確實為預設條碼圖案其中之一，則微處理器會指示該投影機或外部個人電腦做出相對應的動作；如該複數個預設條瑪圖案可分別對應到下列指令之一：播放配樂，〇SD顯示相關字幕，3周整螢幕免度/色調，個人電腦Powerpoint投影片換頁。如此藉由紅外線感測器270是否感測到使用者故置的預設條碼圖案30 ’可以.令微處理器290產生相對應投影機指令或個人電腦指令’而控制投影機2〇0或個人電腦（外 •影像源H00。 ^ 。由於投影機200的光源210為燈泡，燈泡210發出胃光線中’除了可見光之外，還有紅外線，因此無須在投影機200的外部另外設置紅外線的發射源，又因為紅外線感 : 測器270已經内建於投影機2〇〇中，因此也無須另外設置紅外線感測器。在本實施例中，當光線入射至鍍膜252時，會產生部分穿透及部分反射的現象，藉由調整鍍膜的厚度及封質可從調整穿透及反射价比:例，在本實施:例中，穿 • 透及反射各為50%。藉由本發明所揭露之光學系統，當欲讀取螢幕上的資訊時，、無須另外設置紅外線的發射源及感測器，直接以先學系統本身就可以、進行，可以簡化裝備，並便於使用p 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾’因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 0535-A21509TWF(N2)；A05314；CHENTF 10 1311205 . 【圖式簡單說明】第1圖為習知的讀取投影機所投射晝面中的資訊的方法的示意圖。第2圖為本發明之光學系統的一實施例的示意圖。第3圖為本發明之光學系統的另一實施例的示意圖。【主要元件符號說明】 10〜投影機/ • 20〜螢幕 3 0〜條碼 40〜紅外線發射源 5 0〜紅外線感測器 100〜投影機 110〜光源 : 120〜聚光透鏡 .............. 130〜第一稜鏡 ' .......------------- -y;'"- -： - .. φ 140〜微型反射鏡元件 150〜第二稜鏡 151〜第一面 152〜鍍膜 - ··：" . · :·. V·： 160〜投射鏡 . . ... .... ... ... · 170〜紅外線感測器 • . . : · ....... . 180〜記憶體 190〜微處理器 0535-A21509TWF(N2)；A05314;CHENTF Γ1 1311205 . 200〜投影機 210〜光源 230〜棱鏡 240〜微型反射鏡元件 250〜反射鏡： 251〜第二面 252〜鍍膜 260〜投射鏡 • 270〜紅外線感測器 280〜記憶體 290〜微處理器 400；〜1個人電腦 0535-A21509TWF(N2)；A05314；CHENTF 12

Claims

1311205 第 95115235 號十、申請專利範圍·· 修正 ^22^2IL___ |7啊.九更)正 1.—種光學系統，包括：一光源; 一第一光學元件；一投射鏡；以及一電磁波感測器，其中來自該光源的光線，通過該第光學元件，然後通過該投射鏡後，入射至一螢幕，而入

射至该螢幕的光線由該螢幕反射後，經過該投射鏡，然後返回該第一光學元件，並經由該第一光學元件入射至該電磁波感測器。 2.如申請專利範圍第丨項所述之光學系統，其中該第一光學元件為一稜鏡，並具有一第一面，在該第一面上形成-錢膜，來自絲源的光線穿透該第—面，而由該榮幕反射的光線人射至該第-面，並由該賴反射至該電磁波感測器。 '3.如申請專利範圍第丨項所述之光學系統，其中該第一光學元件為一反射鏡，並具有一第二面，在該第二面上形成-鍍膜’來自該光源的光線人射至該第二面並由該鑛，反射後通過該投射鏡，而由該螢幕反射的光線則穿透該第二面而入射至該電磁波感測器。、4.如中請專利範圍# !項所述之光學系統，其中該光源所發出的光線包括可見光與紅外線。 …5.如中請專利範圍第4項所述之光學㈣，其中該電磁波感測器為一紅外線感測器。

13 1311205 6. 如申請專利範圍第1項所述之光學系統，其更包括一數位微型反射鏡元件，來自該光源的光線由該數位微型反射鏡元件反射而通過該第一光學元件。 7. —種投影機，包括：一光源；一微型反射鏡元件；一第一光學元件；一投射鏡；以及 • 一電磁波感測器，其中來自該光源的光線，由該微型反射鏡元件反射後，通過該第一光學元件，然後通過該投射鏡後，入射至一螢幕，而入射至該螢幕的光線由該螢幕反射後，經過該投射鏡，然後返回該第一光學元件，並經 . 由該第一光學元件入射至該電磁波感測器。 8. 如申請專利範圍第7項所述之投影機，其中該第一光學元件為一稜鏡，並具有一第一面，在該第一面上形成一鍍膜，來自該光源的光線穿透該第一面，而由該螢幕反 ® 射的光線入射至該第一面，並由該鍍膜反射至該電磁波感測器。 9. 如申請專利範圍第7項所述之投影機，其中該第一光學元件為一反射鏡，並具有一第二面，在該第二面上形成一鍍膜，來自該光源的光線入射至該第二面並由該鍍膜反射後通過該投射鏡，而由該螢幕反射的光線則穿透該第二面而入射至該電磁波感測器。 10. 如申請專利範圍第7項所述之投影機，其中該光源 14 1311205 •- 所發出的光線包括可見光與紅外線。 11. 如申請專利範圍第ίο項所述之投影機，其中該電磁波感測器為—紅外線感測器。 12. 一種投影機，接收一外部影像源提供之一輸入信號’該投影機包括：一光源’輸出一光線’該光線包括一可見光與一非可見光；一光閥，依據該輸入信號調變該光線成為一晝面影像；一投射鏡’將該晝面影像投射至一顯示幕，當該晝面影像被投射至該顯示幕後，該非可見光被該顯示幕反射後形成一非可見光影像；鍍膜，设置於該光閥與該投射鏡間，該非可見光影像被該顯示幕反射返回該鍍膜後，該鍍膜反射該非可見光 . 影像；及非了見光感測器，設置於該透鏡附近一預設位置，用 _ 以接受被該鍍膜反射的該非可見光影像。一 Π.如申請專利範圍第12項所述之投影機，其中該顯不幕可選擇性地設置一預設圖案，該投影機更包含有一微處理器與一記憶體與該非可見光感測器電性連結，該記憶體中儲存該予員設㈣，而該微處理器可判別該非景: 像中是否為該預設圖案。 14.如申請專利範圍第13項所述之投影機，其中該記憶體儲存複數個預設圖案，而該微處理器判別該非可見光衫像中是否為該複數個預設圖案其中之一。 15 1311205 15·申請專利範圍第13項所述之投影機，其中該預設圖案對應到一投影機指令，使用者藉由放置該預設圖案產生該投影機指令而控制該投影機。 16. 如申請專利範圍第13項所述之投影機，其中該投影機與該外部影像源係以一資訊匯流排連接，該預設圖案對應到一外部影像源指令，該投影機藉由該資訊匯流排傳遞該外部影像源指令至該外部影像源。 17. 如申請專利範圍第13項所述之投影機，其中該預設圖案係設置於該顯示幕一預設區域，故該非可見光感測器係針對該預設區域進行感測。 " 18. 如申請專利範圍第12項所述之投影機，其中該預 δ史圖案為一條碼。 19. 如申請專利範圍第18項所述之投影機，其中當該微處理器判斷該非可見光感測器所接收到的非可見光影像為該條碼時，該微處理器指示該投影機執行對應的動作。 20. 如申請專利範圍第19項所述之投影機，其中該動作為播放音樂、OSD顯示相關字幕、調整螢幕亮度/色^或投影片換頁。又 21. —種投影系統，為一投影機與一外部影像源之組合，該外部影像源提供一輪入信號給該投影機，該投影機包括：人又〜一光源，輸出一光線，該光線包括一可見光與一見光； $可一光閥，依據該輸入信號調變該光線成為—晝面多 16 1311205 、^ 了投射鏡，將該晝面影像投射至一顯示幕，當該晝面二像被奴射至5請示幕後，該非可見光被該顯*幕反射後形成一非可見光影像；一鍍膜，設置於該光閥與該投射鏡間，該非可見光影像被該顯示幕反射返回該鍍膜後，該鍍膜反射該非可見光影像；及一非可見光感測器’設置於該透鏡附近一預設位置， _ 用以接受被該鍍膜反射的該非可見光影像。一 22·如申請專利範圍第21項所述之投影系統，其中該顯不幕可選擇性地設置一預設圖案，該外部影像源更包含有一微處理器與一記憶體與該非可見光感測器電性連結，該3己憶體中儲存該預設圖案，而該微處理器可判別該非可見光影像中是否包含該預設圖案。 23. 如申請專利範圍第22項所述之投影系統，其中該預設圖案對應到-投影機指令，使用者藉由放置該預設圖 • 案產生該投影機指令而控制該投影機。 24. 如申請專利範圍第22項所述之投影系統，其中，該預設圖案對應到-外部影像源指令，使用者藉由放置該預設圖案產生該外部影像源指令而控制該外部影像源。 25. 如申請專利範圍第23項所述之投影系統，其中該預設圖案係設置於該顯示幕一預設區域，故該非可見光感測器係針對該預設區域進行感測。 26. 如申請專利範圍第22項所述之投影系統，其中該預設圖案為一條碼。 17 1311205 27. 如申請專利範圍第26項所述之投影系統，其中當該微處理器判斷該非可見光感測器所接收到的非可見光影像為該條碼、寺，該微處理器指示該投影機執行對應的動作。 28. 如申請專利範圍第27項所述之投影系統，其中該動作為播放音樂、OSD顯示相關字幕、調整螢幕亮度/色調或投影片換頁。

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