CN100430824C - 投影装置 - Google Patents

Abstract

一种投影装置，包括一影像平移装置，其包括第一光线反射组件以及第二光线反射组件。第一光线反射组件具有第一反射面，用以反射第一光束以形成第二光束。第二光线反射组件具有第二反射面，用以反射第二光束以形成第三光束。第二反射面的中心轴与第一反射面的中心轴不共平面。第一光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第一方向的位置，且第二光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第二方向的位置。

Description

投影装置

技术领域

本发明是关于一种投影装置及其影像平移装置，且特别是关于一种使用两片棱镜或反射镜以进行光线二维平移及聚焦调整的投影装置及其影像平移装置。

背景技术

目前在高级投影装置所使用的镜头中，除了具有调整影像大小以及明暗度等功能之外，通常会配备有镜头平移(Lens Shift)以及聚焦调整机构，以调整投射在屏幕上的影像位置以及影像相对于屏幕的聚焦位置。然而，在镜头上使用这些精密机构往往增加原本复杂的镜头在设计及制造上的困难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种投影装置及其影像平移装置，使用两片棱镜或反射镜以进行光线平移及成像调整，在不影响光线角度的情况下达到二维的光线平移及聚焦功能，以简化镜头设计及制造的复杂度，同时降低系统的制造成本。

根据本发明的目的，提出一种投影装置，用以在屏幕上投射一影像。投影装置包括影像模块、第一光线反射组件、第二光线反射组件以及镜头。影像模块用以提供第一光束。第一光线反射组件具有第一反射面，用以反射第一光束以形成第二光束。第二光线反射组件具有第二反射面，用以反射第二光束以形成第三光束。第二反射面的中心轴与第一反射面的中心轴不共平面。镜头用以将第三光束投射至屏幕以形成上述的影像。此外，第一光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第一方向的位置，且第二光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第二方向的位置。

根据本发明的目的，提出一种影像平移装置，使用于投影装置中。投影装置包括影像模块，用以提供第一光束，且投影装置用以在屏幕上投射一影像。影像平移装置包括第一光线反射组件以及第二光线反射组件。第一光线反射组件具有第一反射面，用以反射第一光束，以形成第二光束。第二光线反射组件具有第二反射面，用以反射第二光束以形成第三光束。第二反射面的中心轴与第一反射面的中心轴不共平面。第一光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第一方向的位置，且第二光线反射组件用以调整影像位于屏幕上在第二方向的位置。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1示出依照本发明一优选实施例的一种投影装置部份立体结构图。

图2A示出使用图1的影像平移装置调整影像位于屏幕的垂置方向位置示意图。

图2B示出另一种使用图1的影像平移装置调整影像位于屏幕的垂置方向位置示意图。

图3A示出使用图1的影像平移装置调整影像位于屏幕的水平方向位置示意图。

图3B示出另一种使用图1的影像平移装置调整影像位于屏幕的水平方向位置示意图。

图4示出图1的影像平移装置的第二种结构立体图。

图5示出图1的影像平移装置的第三种结构立体图。

主要组件符号说明

100：投影装置

110：影像模块

112：第一光线反射组件

112a：第一反射面

114：第二光线反射组件

114a：第二反射面

120：影像平移装置

130：镜头

412、414：反射镜

512、514：棱镜组

512a、512b、514a、514b：棱镜

具体实施方式

请参照图1，其示出依照本发明一优选实施例的一种投影装置部份立体结构图。投影装置100用以投射影像R在屏幕S上。投影装置100包括影像平移装置120、影像模块110以及镜头130。影像模块110，例如是数字微镜片组件(Digital Micromirror Device，DMD)，用以反射来自光源模块(未显示在图中)的成像光束L0，以提供第一光束L1。影像平移装置120包括第一光线反射组件112以及第二光线反射组件114。第一光线反射组件112及第二光线反射组件114例如是一种棱镜。第一光线反射组件112具有第一反射面112a，用以反射第一光束L1，以形成第二光束L2。第二光线反射组件114具有第二反射面114a，用以反射第二光束L2，以形成第三光束L3。镜头130用以将第三光束L3投射至屏幕S以形成影像R。

如图1所示，第一反射面112a的中心轴C1落在第一光线反射组件112与第二光线反射组件114的中心连接线X与影像模块110的光轴Y所形成的XY平面上。中心连接线X与光轴Y垂直，且第一反射面112a的中心轴C1与光轴Y夹45度角。另外，第二反射面114a的中心轴C2落在第一光线反射组件112与第二光线反射组件114的中心连接线X与镜头130的光轴Z所形成的XZ平面上。中心连接线X与光轴Z垂直，且第二反射面114a的中心轴C2与光轴Z夹45度角。

值得注意的是，XZ平面与XY平面互相垂直，使得第二反射面114的中心轴C2与第一反射面112的中心轴C1不共平面。因此，借由改变第一光线反射组件112及第二光线反射组件114的位置，可调整影像R位于屏幕S上的水平方向(X方向)及垂直方向(Y方向)位置。接下来，便以附图来详述本发明如何借由第一光线反射组件112及第二光线反射组件114来调整影像R位于屏幕S上的水平及垂直方向位置。

请参照图2A，其示出使用图1的影像平移装置120调整影像R位于屏幕S的垂置方向位置示意图，其中镜头130部份为说明方便而未加以显示。第二光线反射组件114不动，并将第一光线反射组件112在X方向上向左平移(如箭头W1所示)。第一光束L1入射第一反射面112a的入射点会由原先的A1点向上移至A2点。第二光束L2入射第二反射面114a的入射点也随之由B1点上移至B2点。于是，最后第三光束L3投射在屏幕S的位置也由D1点上移至D2点。同样地，第二光线反射组件114不动，并将第一光线反射组件112在X方向上向右平移(如箭头W2所示)。第一光束L1入射第一反射面112a的入射点会由原先的A1点向下移至A3点。第二光束L2入射第二反射面114a的入射点也随的由B1点下移至B3点。于是，最后第三光束L3投射在屏幕S的位置也由D1点下移至D3点。因此，借由移动第一光线反射组件112在X方向(水平方向)的位置，即可调整影像R位于屏幕S上的Y方向(垂直方向)位置。

另外，如图2B所示，第二光线反射组件114不动，将第一光线反射组件112在Y方向上向上平移(如箭头W3)所示，也可以将第一光束L1在第一反射面112a的入射点由原先的A1点向上移至A2点。最后也可以将第三光束L3投射在屏幕S的位置由D1点上移至D2点。同样地，第二光线反射组件114不动，将第一光线反射组件112在Y方向上向下平移(如箭头W4所示)，也可以将第一光束L1在第一反射面112a的入射点由原先的A1点向下移至A3点。最后也可以将第三光束L3投射在屏幕S的位置由D1点下移至D3点。因此，借由移动第一光线反射组件112在Y方向(垂直方向)的位置，亦可调整影像R位于屏幕S上的垂直方向位置。

如图2A及图2B所示，当第一光线反射组件112在X方向或Y方向上平移时，第一光束L1由影像模块110经第一反射面112a反射形成第二光束L2，再经第二反射面114a反射形成第三光束L3投射至屏幕S上所经过的光路径总长度会由原先的A0A1+A1B1+B1D1缩小为A0A2+A2B2+B2D2(∵A0A2＜A0A1)或变大为A0A3+A3B3+B3D3(∵A0A3＞A0A1)。因此，借由移动第一光线反射组件112在X方向(或Y方向)的位置，也可同时调整影像R相对于屏幕S的聚焦位置。

请参照图3A，其示出使用图1的影像平移装置120调整影像R位于屏幕S的水平方向位置示意图，其中镜头130部份为说明方便而未加以显示。第一光线反射组件112不动，并将第二光线反射组件114在X方向上向左平移(如箭头W5所示)。第一光束L1在第一反射面112a的入射点不变仍为原先的A1点。而第二光束L2入射第二反射面114a的入射点由B1点左移至B4点。于是，最后第三光束L3投射在屏幕S的位置也由D1点左移至D4点。同样地，第一光线反射组件112不动，并将第二光线反射组件114在X方向上向右平移(如箭头W6所示)。第一光束L1入射第一反射面112a的入射点不变仍为原先的A1点，而第二光束L2入射第二反射面114a的入射点由B 1点右移至B5点。于是，最后第三光束L3投射在屏幕S的位置也由D1点右移至D5点。因此，借由移动第二光线反射组件112在X方向(水平方向)的位置，即可调整影像R位于屏幕S的水平方向位置。

另外，如图3B所示，第一光线反射组件112不动，将第二光线反射组件114在Z方向上向后平移(如箭头W7所示)，也可以将第二光束L2在第二反射面114a的入射点由原先的B1点向左移至B4点。最后也可以将第三光束L3投射在屏幕S的位置由D1点左移至D4点。同样地，第一光线反射组件112不动，将第二光线反射组件114在Z方向上向前平移(如箭头W8所示)，也可以将第二光束L2在第二反射面114a的入射点由原先的B1点向右移至B5点。最后也可以将第三光束L3投射在屏幕S的位置由D1点右移至D5点。因此，借由移动第二光线反射组件114在Z方向的位置，亦可调整影像R位于屏幕S的水平方向位置。

如图3A及图3B所示，当第二光线反射组件114在X方向或Z方向上平移时，第一光束L1由影像模块110经第一反射面112a反射形成第二光束L2，再经第二反射面114a反射形成第三光束L3投射至屏幕S上所经过的光路径总长度会由原先的A0A1+A1B1+B1D1变大为A0A1+A1B4+B4D4(∵A1B4＞A1B1)或缩小为A0A1+A1B5+B5D5(∵A1B5＜A1B1)。因此，借由移动第二光线反射组件114在X方向(或Z方向)的位置，也可同时调整影像R相对于屏幕S的聚焦位置。

如上所述，本发明虽以影像平移装置120包括两棱镜为例作说明，然本发明的影像平移装置120也可以是如图4所示使用两片反射镜412及414或者是如图5所示使用两组棱镜组512及514，且棱镜组512包括两片棱镜512a及512b，棱镜组514包括两片棱镜514a及514b。只要是反射镜412与414的反射面中心轴C3与C4不共平面，或者棱镜512a及514a的反射面中心轴C5与C6不共平面，均可借由反射镜412及414的平移或棱镜组512及514的平移，达到调整影像R位于屏幕S的水平及垂直方向位置的目的，因此均不脱离本发明的技术范围。

本发明上述实施例所公开的投影装置及其影像平移装置的优点在于利用简单的两片棱镜或反射镜结构以不共平面方式来反射来自影像模块的光线，达到对光线进行二维平移及聚焦调整的目的，不需要传统配备在镜头中的复杂镜头平移及聚焦调整机构，减低镜头设计及制造的困难度，并降低系统的制造成本。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种投影装置，用以投射一影像于一屏幕，该投影装置包括：

一影像模块，用以提供一第一光束；

一第一光线反射组件，具有一第一反射面，用以反射该第一光束，以形成一第二光束；

一第二光线反射组件，具有一第二反射面，用以反射该第二光束，以形成一第三光束，其中该第二反射面的中心轴与该第一反射面的中心轴不共平面；以及

一镜头，用以将该第三光束投射至该屏幕以形成该影像；

其中，该第一光线反射组件用以调整该影像位于该屏幕上在一第一方向的位置，且该第二光线反射组件用以调整该影像位于该屏幕上在一第二方向的位置。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件以及该第二光线反射组件各为一棱镜。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件以及该第二光线反射组件各为一反射镜。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件与该第二光线反射组件的一中心连接线与该影像模块的光轴形成一第一平面，且该第一反射面的中心轴落在该第一平面上。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，该中心连接线与该影像模块的光轴垂直，且该第一反射面的中心轴与该影像模块的光轴夹45度角。

6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，该中心连接线与该镜头的光轴形成一第二平面，且该第二反射面的中心轴落在该第二平面上。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该中心连接线与该镜头的光轴垂直，且该第二反射面的中心轴与该镜头的光轴夹45度角。

8.根据权利要求7所述的投影装置，其特征在于，该第一平面与该第二平面互相垂直。

9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件在该第一光线反射组件与该第二光线反射组件的一中心连接线上平移，以调整该影像位于该屏幕上在该第一方向的位置。

10.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件在该影像模块的光轴上平移，以调整该影像位于该屏幕上在该第一方向的位置。

11.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二光线反射组件在该第一光线反射组件与该第二光线反射组件的一中心连接线上平移，以调整该影像位于该屏幕上在该第二方向的位置。

12.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件在该镜头的光轴上平移，以调整该影像位于该屏幕上在该第二方向的位置。

13.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一光线反射组件以及该第二光线反射组件系用以调整该第三光束相对该屏幕的一聚焦位置。

14.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一方向为一垂直方向，且该第二方向为一水平方向。

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