CN101676793A - 用于一投影系统的成像组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一用于一投影系统的成像组件，该成像组件包含一延伸镜头装置，延伸镜头装置适可借助一旋转机构与投影系统本体的一影像出口连接。通过旋转机构的转动，投影系统便可选择性地于两互相垂直的方向上将影像借助延伸镜头装置分别投射至屏幕上，而以此两垂直方向投射出的影像，具有互为倒数的影像比例。

Description

用于一投影系统的成像组件

技术领域

本发明是关于一成像组件，特别是一种设置于投影系统上使其可选择性以适当显示比例投射影像的成像组件。

背景技术

信息科技进步一日千里，数字数据量急速增加，用以显示数字数据的数字装置亦随之蓬勃发展。其中，由于投影系统是接收外接数字装置输入的数字数据，通过处理后投射出一放大影像，使数字数据在观看上更为清晰易见，同时更能于某些使用情况下(如投影电动游戏或电影画面)提供更丰富的娱乐效果，是故成为常见应用于数字装置的显示设备。

一般来说，数字数据的显示规格常设定为特定显示尺寸比例。具体说，数字数据的显示比例(即数字数据显示图像的水平长度与垂直宽度的比例)多半为4∶3或是16∶9。然而，通过数字装置所传送出的数字数据(特别是当数字数据为影像图案时)常会因使用者的制作或记录需求，使得数字数据需旋转90°后播放，例如显示比例由原来的4∶3或是16∶9转变为3∶4或是9∶16。由于受限于数字装置的输出模式，在不破坏影像图案的比例的原则下，影像图案的长度及宽度将被等比缩小，因而影响了投影系统的投影放大显示效果。

举例而言，请参阅图1A及图1B所示，投影系统将一显示比例为4∶3的数字数据投影成一第一图像1，此时为使此第一图像1充分放大显示于投影屏幕上，投影系统将其长宽放大至一第一长度a及一第一宽度b(如图1A所示)，此等长宽值恰为投影系统于一既定位置上的图像放大极限(于此亦即第一图像1适可投影覆盖于投影屏幕上，投影屏幕不会有任何显示区域余裕)；而当欲将第一图像1旋转90°而投影成一显示比例为3∶4的第二图像1’时，由于受限于投影系统的内部放大机制，因而最适法是以第一宽度b尺寸当作第二图像1’的一第二宽度尺寸d，而第二图像1’的一第二长度c的尺寸则配合显示比例缩小(如图1B所示)，因此第二图像1’的放大倍率将远小于第一图像1，同时又由于第二图像1’是投影至投影屏幕X可视范围的中央区域，因此投影屏幕X左右两侧未显示影像的区域将呈现阴影(如图1B中斜线部分所示)，投影出的影像图案亦无法获得较佳的投影效果。然而，若为了充分利用投影系统的放大范围，而将上述显示比例为3∶4的第二图像1’经过软件控制修改而填满4∶3比例的投影屏幕，亦即将第一图像1旋转90°度但显示比例仍维持4∶3时(如图1C所示)，则会令整个第二图像1’往横方向延展形成一第三图像1”，于水平方向被拉长变形，造成一不正确的影像显示比例，继而影响观看品质。

甚或，另一种可能用于投影系统的改善方式则是使用者直接改变投影系统的摆放方式以试图改变放大机制的限制，例如将原水平摆放的投影系统本体旋转为垂直摆放，而投影出的影像亦随之转动90°形成一第四图像1”’(如图1D所示)，如此可使投影系统投影出与原显示比例成倒数的影像。但当又欲投影原显示比例的影像图案时，使用者又需费力将投影系统改回水平摆放，增加使用上的不便利性，且此种摆放方式的摆放面积小，投影系统较不稳固。

另一方面，改变投影系统的摆放方式除了使用不便及造成投影系统摆放较为不稳固外，投影系统内部的灯泡更有特定的使用角度，不当的旋转投影系统可能造成灯芯的损毁及寿命缩短，同时亦影响投影系统散热的安排。具体说，由于投影系统内部的散热组件是依据投影系统的原先设定的摆放方式设计，其内部风扇是根据投影系统外壳通风孔而有一定的空气流通方向，旋转投影系统本体摆放方式可能会遮蔽了其外壳的通风孔，影响风扇强制对流的效果，导致产生不良的散热效能，使得投影系统内部元件(特别是投影系统内部的灯泡)，其产生大量的废热无法顺利且有效的被排出于投影系统本体之外，废热长期累积下来将造成投影系统严重的损害，并影响其使用寿命，是故此举并非可行的影像调整方式。

由上述可知，通过投影系统投影现有数字装置的影像图案时，若欲将影像图案旋转90°后播放，则必须等比例缩小图像的长度及宽度方可以原显示比例正常观看投影影像，而现今并无其它有效的方式可提高为较大的影像放大比例。因此，研发出可在正常使用的状况下，便于提供较大放大比率且使投影影像仍保有原显示比例(于此多为3∶4或9∶16)的投影系统，这是业界所需共同努力的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种装设于投影系统上的成像组件，通过成像组件使投影系统可以便于投射出显示比例互为倒数的影像。

为达上述目的，投影系统具有一影像出口形成于一本体上，供投影系统将已形成的影像自本体由影像出口沿一第一方向投射出，而成像组件包含一延伸镜头装置，其可旋转地连接而装设于影像出口上，且从影像出口接收影像，延伸镜头装置还可相对于投影系统本体以第一方向为中心而旋转至分别相对于一第二方向或一第三方向的一第一位置或一第二位置，并选择性的由第二方向或第三方向将接收自第一方向的影像投射至屏幕上，而第一方向、第二方向与第三方向是互相垂直。

通过上述的投影机制，适可以第二方向或第三方向分别投影出显示比例互为倒数的影像。因此，利用上述的投影系统可改善现有做法上的不足与缺点，使得投影系统不仅可以投影传统上常见4∶3与16∶9的影像，还可让使用者较佳地获得较大放大比例的3∶4与9∶16的投影影像。

附图说明

为让本发明的上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，其中：

图1A是一投影图像图；

图1B是图1A的投影图像旋转90°后并缩小尺寸的投影图像图；

图1C是图1B的投影图像的横向尺寸延展后的投影图像图；

图1D是图1A的投影图像直接旋转90°后的投影图像图；

图2是本发明第一实施例的投影系统立体示意图；

图3A是本发明第一实施例延伸镜头装置的一投影方式示意图；

图3B是本发明第一实施例延伸镜头装置的另一投影方式示意图；

图3C是本发明第一实施例的一投影系统部分组件及结构示意图；

图4A是本发明第二实施例延伸镜头装置于一使用位置的示意图；以及

图4B是本发明第二实施例延伸镜头装置于一收合位置的示意图。

【主要组件符号说明】

1：第一图像          1’：第二图像

1”：第三图像        1”’：第四图像

2：投影系统          21：本体

22a：第一方向        22b：第二方向

22c：第三方向        23：成像组件

231：延伸镜头装置    233：旋转机构

235：反射元件        237：转折结构

24a：第二影像        24b：第三影像

25：成像装置         3：投影系统

31：本体             32a：第一方向

32b：第二方向        33：成像组件

331：延伸镜头装置    335：反射元件

a：第一长度          b：第一宽度

c：第二长度          d：第二宽度

X：投影屏幕

具体实施方式

本发明的第一实施例为一投影系统2，其相关示意图系如图2、图3A、图3B以及图3C所示。投影系统2包含一本体21、一成像组件23、一成像装置25以及一影像出口(图未示出)，而影像出口形成于本体21之上。投影系统2适可接受一外接数字装置(如电视、电脑、笔记本电脑、DVD播放器及数字相机等)所输入的数据，上述数据通过投影系统2于内部处理而形成一影像(图未示出)，该影像而后通过本体21自影像出口沿一第一方向22a投射出。

成像组件23包含一延伸镜头装置231以及一旋转结构233，旋转结构233设置于本体21与延伸镜头装置231之间，以延伸镜头装置231可旋转地设置于影像出口上并与本体21连接，使延伸镜头装置231适可以第一方向22a为中心轴，相对于本体21于一第一位置与一第二位置之间旋转。要说明的是，上述第一位置是相应于一第二方向22b；第二位置是相应于一第三方向22c。借此，延伸镜头装置231可自影像出口接收由第一方向22a所投射出的影像，并选择性地以第二方向22b及第三方向22c其中之一，将影像投射至一屏幕(图未示出)以供使用者观看。其中，第一方向22a、第二方向22b及第三方向22c的其中任二者，实质上是互相垂直。同时，当影像以第一方向22a、第二方向22b及第三方向22c投射出时，分别具有一第一影像比例、一第二影像比例及一第三影像比例，其中第一影像比例系与第二影像比例及第三影像比例其中之一实质上相等，而与另一成倒数。

请同时参照图3A、图3B以及图3C，图中仅显示投影系统2的部分元件，且为求容易了解，投影系统2的本体21仅以虚线表示，且各元件均以示意方式绘出，与实际上的尺寸及外形并无绝对的比例关系；此外，图3A及图3B中所示的第二影像24a、第三影像24b所标示的数字3、4是指第二影像24a、第三影像24b的长宽比例，并非意指特定尺寸。如图所示，成像组件23的延伸镜头装置231包含一反射元件235、一转折结构237以及至少一透镜(图未示出)。延伸镜头装置231经转折结构237自第一方向22a转折朝向与第一方向22a垂直的另一方向(如第二方向22b或第三方向22c)，借此使延伸镜头装置231呈现一具有90°弯角的结构。而反射元件235是设置于延伸镜头装置231的转折结构237内部，用以反射来自第一方向22a的影像，并随着延伸镜头装置231处于第一位置或一第二位置而朝第二方向22b或第三方向22c投射。于本实施例中，反射元件235是一反射镜，而于其它实施态样中，反射元件亦可采用一棱镜。此实施例中，成像装置25是一运用于数字光学处理(digital light processing，DLP)投影系统的数字微镜装置(digitalmicromirror device，DMD)；然而，在实际应用上，还可依照不同型式的投影系统而使用相对应的成像装置，并不以数字微镜装置为限。

如图3A所示，当投影系统2收到一数字数据时，借助成像装置25形成影像，并通过影像出口沿第一方向22a投射出具有第一影像比例的一第一影像(图未示出)，延伸镜头装置231适可接收第一影像，并以第一方向22a为中心，通过旋转结构233旋转至相对于第二方向22b的第一位置，借助反射元件235将影像反射，最后通过透镜将影像投射至屏幕形成具有第二影像比例的第二影像24a，而第二影像24a是第一影像的放大投影影像，其影像比例是实质上相等于第一影像比例。

另一方面，如图3B所示，相似于上述的情况下，若延伸镜头装置231旋转至相对于第三方向22c的第二位置，由于反射元件235亦随着延伸镜头装置231以第一方向22a为中心相对于第二方向22b的第一位置旋转了90°，因此，所投影出的第三影像24b其影像比例与第二影像比例成倒数，即第三影像比例与第一影像比例亦成倒数。根据上述，若第一影像比例为4∶3，第二影像比例亦为4∶3，而第三影像比例则为3∶4。相似地，若第一影像比例为16∶9，第二影像比例亦为16∶9，而第三影像比例则为9∶16。

然而上述仅限于说明，所输入的数字数据的第一影像比例亦可为其它数值，并不以此为限。例如第一影像比例与上述相反的，若为3∶4，则第二影像比例可为3∶4与4∶3其中之一，而第三影像比例则为其中的另一个；同理，若第一影像比例为9∶16，则第二影像比例可为9∶16与16∶9其中之一，而第三影像比例则为其中的另一个。而为便于配合不同影像比例，仅需改变屏幕长度即可符合各种影像显示需求。

在其它的实施态样中，成像组件23的延伸镜头装置231还可以第一方向22a为中心相对于本体21进行360°的旋转，于此情况下，延伸镜头装置231可以一第四方向(图未示出)投射出影像，其中第四方向是与第一方向22a垂直，且与第二方向22b及第三方向22c其中之一垂直。举例而言，第四方向适可为与第二方向22b成180°的相反方向，或与第三方向22c成180°的相反方向。

此外，延伸镜头装置的外形并不仅限于第一实施例所述，请参考图4A所示的本发明第二实施例。与前一实施例不同的是延伸镜头装置331的外形，本实施例的投影系统3包含一本体31、一成像组件33以及一枢纽结构(图未示出)，而成像组件33包含该延伸镜头装置331以及一旋转机构(图未示出)。此实施例中，旋转机构是位于本体31之内并使延伸镜头装置331与本体31连接，而延伸镜头装置331内设置有一反射元件335。成像组件33是自一第一方向32a接收投影系统3所形成的影像后，再由与第一方向32a垂直的一方向(如第二方向32b)投射出影像至屏幕，其原理及方式与第一实施例相同，故在此不另赘述。

于本实施例中，除了延伸镜头装置331的外形与第一实施例不同外，成像组件33还借助一枢纽结构(图未示出)与本体31枢接。借此，成像组件33可相对于本体31于一使用位置或一收合位置之间运动。如图4A所示，当使用投影系统3时，延伸镜头装置331是位于使用位置，以便以所需方向进行投影。而当不使用投影系统3时，使用者可借助手动或自动的方式使延伸镜头装置331收入，以使成像组件33位于如图4B所示的收合位置，借此可缩小投影系统3的体积，以使投影系统3便于收藏。上述仅是用于说明，熟知此技术者，还可依不同状况，而做出相对应的延伸镜头装置结构设计。

借助本发明的成像组件，投影系统便能通过旋转延伸镜头装置，选择性地于两相互垂直的方向上投射影像，并使两方向所投射出来的影像的影像比例互为倒数，其优点为充分利用宽屏幕显示的能力，不需借助旋转投影系统本体或是使用软件将画面缩小，即可在不影响原来的影像尺寸下将投影影像旋转一个角度，并以较大的放大比率将影像投射出。因此，本发明可防止因本体的旋转导致灯泡的损坏，或是散热系统因本体的旋转导致流场受到影响或通风口受到阻塞而使热交换效率变差，同时，避免某些显示比例的影像图案为了要延展至整个显示屏幕而导致画面失真，进而也影响了投影影像。

上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，以及阐释本发明的技术特征，而非用于限制本发明的保护范畴。任何熟悉本技术的人士均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。因此，本发明的权利保护范围应如后述的本申请权利要求范围所列。

Claims (12)

1.一种用于一投影系统的成像组件，该投影系统具有一本体以及一影像出口，该影像出口形成于该本体上，该投影系统将已形成的一影像由该本体自该影像出口沿一第一方向投射出；该成像组件包含：

一延伸镜头装置，可旋转地连接该影像出口，该延伸镜头装置自该影像出口接收该影像，并选择性地由该第一方向转至一第二方向及一第三方向其中之一，而将该影像投射至一屏幕；

其中该第一方向、该第二方向及该第三方向的其中任二者，是互相垂直。

2.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于该成像组件还包含一旋转机构，该旋转机构设置于该本体与该延伸镜头装置间，使该延伸镜头装置适可相对该本体以该第一方向为中心旋转。

3.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于该延伸镜头装置适可以该第一方向为中心，于相应该第二方向的一第一位置与相应该第三方向的一第二位置间旋转。

4.根据权利要求2所述的成像组件，其特征在于该延伸镜头装置适可以该第一方向为中心进行360°的旋转。

5.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于该延伸镜头装置包含一反射元件。

6.根据权利要求5所述的成像组件，其特征在于该反射元件是一反射镜与一棱镜至少其中之一。

7.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于该延伸镜头装置包含至少一透镜。

8.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于该投影系统还包含一枢纽结构，该成像组件是借助该枢纽结构与该本体枢接，使该成像组件可相对于该本体于一使用位置或一收合位置之间运动。

9.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于该延伸镜头装置还以一第四方向投射出该影像，该第四方向是与该第一方向垂直，且与该第二方向及该第三方向其中之一垂直。

10.根据权利要求1所述的成像组件，其特征在于当该影像以该第一方向、该第二方向及该第三方向投射出时，分别具有一第一影像比例、一第二影像比例及一第三影像比例，该第一影像比例是与该第二影像比例及该第三影像比例其中之一相等，而与另一成倒数。

11.根据权利要求10所述的成像组件，其特征在于该第一影像比例是4∶3与3∶4其中之一。

12.根据权利要求10所述的成像组件，其特征在于该第一影像比例是16∶9与9∶16其中之一。

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