CN115220293A - 投影装置 - Google Patents

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CN115220293A CN202110591601.4A CN202110591601A CN115220293A CN 115220293 A CN115220293 A CN 115220293A CN 202110591601 A CN202110591601 A CN 202110591601A CN 115220293 A CN115220293 A CN 115220293A
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徐昆祯
林世康
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Abstract

本发明提出一种用于提供多个投影模式的投影装置。投影装置包括外壳模块以及投影模块。外壳模块包括显示壁以及多个保护壁。显示壁包括显示曲面。投影模块包括光机组件以及导光组件。在第一投影模式中，光机组件沿第一轴线投射影像光束至导光组件。导光组件使影像光束沿第二轴线投射至显示曲面，其中第一轴线与第二轴线不互相平行。在第二投影模式中，导光组件被移出影像光束的传递路径，使影像光束直接被投射出投影装置。本发明提出的投影装置可提供多个投影模式。

Description

投影装置
技术领域
本发明涉及一种光学装置，且特别涉及一种投影装置。
背景技术
现有的投影技术利用正投影或背投影的方法将影像光束投射至与投影机具有一定距离的投影幕，以供使用者观看投射在投影幕的影像信息。然而，上述使用方式需要较大的设置空间。若只是为了在小范围进行影像展示，或者希望依靠投影机作局部的室内布置，传统的投影机型态较不适合。因此，亦有其他发展直接于外观件上投影显像的技术：利用将投影光束入射到外观件上的雾度球体，以背投影的原理将影像显示于球体上。据此，只需将此装置整个摆放在需要展示的空间，即可在占用极小的空间的同时，以球体展示各种影像来吸引使用者的目光。
然而，上述球体投影的方式虽可解决空间问题，但其仅有球体投影功能，而缺少传统投影机投影至大萤幕的功能。对于使用者而言，为此单一球体投影功能购置专用装置，势必使用频率低，且不敷成本。
发明内容
本发明提供一种可提供多个投影模式的投影装置。
本发明的一实施例提供一种用于提供多个投影模式的投影装置。投影装置包括外壳模块以及投影模块。外壳模块包括显示壁以及多个保护壁，其中显示壁以及多个保护壁围绕出容置空间。显示壁包括显示曲面。投影模块设置于容置空间中，且包括光机组件以及导光组件，其中导光组件可移动地设置于多个保护壁中的一个上。在第一投影模式中，光机组件沿第一轴线投射影像光束至导光组件。导光组件使影像光束沿第二轴线投射至显示曲面，其中第一轴线与第二轴线不互相平行。在第二投影模式中，导光组件被移出影像光束的传递路径，使光机组件沿第一轴线所投射的影像光束直接被投射出投影装置。
基于上述内容，在本发明的一实施例中，由于投影装置的导光组件被设计为可移动地设置于保护壁中的一个上，使投影装置可提供多个投影模式。相较于传统的球体投影机，本发明的一实施例的投影装置不但保有球体投影机使用空间较少的优点，且更可提供多个投影模式，因此可增加投影装置的使用率。
附图说明
图1A是根据本发明的第一实施例的投影装置的立体示意图。
图1B是根据本发明的第一实施例的投影装置在另一视角的立体示意图。
图1C是根据本发明的第一实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。
图1D是根据本发明的第一实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。
图2是根据本发明的第二实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。
图3A是根据本发明的第三实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。
图3B是根据本发明的第三实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。
图4是根据本发明的第四实施例的投影装置在第三投影模式中的剖面示意图。
图5A是根据本发明的第五实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。
图5B是根据本发明的第五实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。
具体实施方式
图1A是根据本发明的第一实施例的投影装置的立体示意图。图1B是根据本发明的第一实施例的投影装置在另一视角的立体示意图。图1C是根据本发明的第一实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。请参考图1A、图1B与图1C，本发明的一实施例提供一种用于提供多个投影模式的投影装置10。投影装置10包括外壳模块100以及投影模块200。外壳模块100包括显示壁110以及多个保护壁120，其中多个保护壁120例如包括保护壁120A、120B、120C、120D、120E，其中显示壁110以及保护壁120围绕出容置空间S。在本实施例中，投影装置10还可包括透明保护盖，其设置于显示壁110上，例如罩住显示壁110，以保护显示壁110。透明保护盖例如为透明材质。
在本实施例中，保护壁120的材质可为塑胶、金属或其他合适的材质。保护壁120A、保护壁120B与显示壁110分别与保护壁120C、保护壁120D与保护壁120E相对。显示壁110连接于保护壁120A、120B、120C、120D，且保护壁120C连接于显示壁110、保护壁120B、120D、120E。在本实施例中，保护壁120A相对于保护壁120E的高度HA小于保护壁120C相对于保护壁120E的高度HC，使显示壁110相对于保护壁120E倾斜。
在本实施例中，显示壁110包括显示曲面112，显示曲面112的曲率可为正值(例如凸曲面)、负值(例如凹曲面)、零(例如平面)或为不定值(例如为椭球面或波浪曲面)，显示曲面112的曲率及形状并不特别限制。投影模块200设置于容置空间S中，且包括光机组件210以及导光组件220。光机组件210可包括光源(图未示)、光调制器(图未示)、投影镜头(图未示)以及光路中的各种准直、扩束、缩束、光斑调整等光学元件。此外，导光组件220可移动地设置于多个保护壁120A、120B、120C、120D中的一个上。在本实施例中，保护壁120C上设有开口O，导光组件220设置于保护壁120C上，且可切换地覆盖或不覆盖开口O。
详细而言，在本实施例的第一投影模式中，导光组件220覆盖开口O，光机组件210沿第一轴线L1投射影像光束B至导光组件220。导光组件220使影像光束B沿第二轴线L2投射至显示曲面112，其中第一轴线L1与第二轴线L2不互相平行。特别说明的是，本发明所述的第一轴线是指光机组件投射出影像光束的方向，第一轴线及第二轴线亦即为影像光束的主要光束(或中心光束)的传递方向。
图1D是根据本发明的第一实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。请参考图1D，在第二投影模式中，导光组件220被移出影像光束B的传递路径，即导光组件220未覆盖开口O，使光机组件210沿第一轴线L1所投射的影像光束B穿过开口O后直接被投射出投影装置10。在本实施例中，导光组件220例如相对于保护壁120C转动后而被移出影像光束B的传递路径。导光组件220的一部分例如是透过转轴、卡扣、扣环等机构件连接在开口O处(保护壁120C)，并透过这些机构件转动而使导光组件220被移出影像光束B的传递路径。上述转动例如是导光组件220朝投影装置10的外部转动。
在本实施例中，第一轴线L1与保护壁120A、120B、120C、120D、120E不互相垂直。第二轴线L2与保护壁120A、120B、120C、120D、120E不互相垂直。
在本实施例中，显示曲面112为球面的一部分，例如半球、1/3球、2/3球等等。但本发明不局限于此，在另一实施例中，显示曲面可为完整球面。
在本实施例中，显示壁110还包括上盖114。上盖114连接于显示曲面112及保护壁120A、120B、120C、120D之间。上盖114优选地是不透明材质，以遮蔽设置于容置空间S内的元件。上盖114的材质包括高反射率材质，例如是反射镜。高反射率材质(或反射镜)例如设置于上盖114的远离容置空间S的一侧的表面。在投影装置10处于第一投影模式时，高反射率材质的上盖114可反射部分从显示曲面112透出的光，因此让使用者从投影装置10外观看时产生视觉延伸的效果，进而增加投影效果。
进一步而言，上盖114与保护壁120A、120B、120C、120D中的设置了导光组件220的一个(例如本实施例的保护壁120C)之间的夹角落在60度至80度的范围内。
在本实施例中，导光组件220包含具有反射面220R的反射镜222，并且反射镜222可移出或移入至保护壁120C的开口O。在本实施例中，反射面220R与上盖114之间的夹角落在50度至70度的范围内。换句话说，反射面220R与保护壁120C可平行或不平行，本发明对此并不特别限制。在本实施例中，导光组件220可还包含保护板224，反射镜222设置于保护板224上，且导光组件220例如经由保护板224设置于保护壁120C上。
在本实施例中，显示曲面112优选地由透光且具有雾度的材质构成，使得位于显示曲面112一侧的观看者可看到设置于显示曲面112的另一侧的光机组件210所投射的影像光束B。例如，显示曲面112包括互相堆叠的透明基板以及扩散层。扩散层的雾度落在60％至80％的范围内。
在一实施例中，显示曲面112可包括混有多个扩散粒子的透明基板。多个扩散粒子的粒子直径落在3微米至20微米的范围内。
在一实施例中，投影装置10还包含控制元件300以及感测器400(绘示于图1C)。控制元件300与感测器400设置于容置空间S内，其中控制元件300电连接至感测器400与光机组件210。
在一实施例中，控制元件300例如包括中央处理单元(central processing unit,CPU)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、可编程控制器、可编程逻辑装置(programmable logic device,PLD)或其他类似装置或这些装置的组合，本发明对此并不加以限制。此外，在一实施例中，控制元件300的各功能可被实现为多个源代码。这些源代码会被储存在一个存储单元中，由控制元件300来执行这些源代码。或者，在一实施例中，控制元件300的各功能可被实现为一个或多个电路。本发明并不限制用软件或硬件的方式来实现控制元件300的各功能。
此外，在一实施例中，感测器400可感测输入信号I而切换光机组件210的投影参数。感测器400例如是振动感测器、光感测器、声音感测器，输入信号I例如是振动、拍手、声音、触碰等方式而产生的信号，且投影参数例如是开关机、播放模式或播放内容等。当控制元件300接收到来自感测器400的输入信号I时，控制器300可控制光机组件210切换投影参数。
在一实施例中，投影装置10还包括操作元件500(绘示于图1A)。操作元件500设置在保护壁120A上，但本发明对此不作特别限制，操作元件500可设置于便于使用者操作的任何位置。操作元件500例如是旋钮。控制元件300电连接至操作元件500。因此，使用者可透过控制元件300来切换光机组件210的投影参数。
基于上述内容，在本发明的一实施例中，由于投影装置10包括显示壁110、保护壁120A、120B、120C、120D、120E、光机组件210以及导光组件220，导光组件220被设计为可移动地设置于保护壁120A、120B、120C、120D中的一个上，使投影装置10可提供多个投影模式。例如，在第一投影模式(背投影：球体投影模式)中，透过导光组件220使影像光束B投射至显示壁110的显示曲面112。在第二投影模式(直射投影模式)中，导光组件220移出影像光束B的传递路径，使影像光束B直接投射出投影装置10。相较于传统的球体投影机，本发明的一实施例的投影装置10不但保有球体投影机使用空间较少的优点，且还可提供多个投影模式，因此可增加投影装置10的使用率。
图2是根据本发明的第二实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。请参考图1C及图2，图2的投影装置10A与图1C的投影装置10的差异仅在于导光组件与保护壁120C的连接方式。投影装置10A的第一投影模式与图1C的投影装置10的第一投影模式相似，在此不再赘述。投影装置10A的第二投影模式与图1D的投影装置10的第二投影模式的主要差异如下。在本实施例中，投影装置10A的导光组件(例如图1C的导光组件220)与保护壁120C可分离。导光组件例如是透过磁吸或弹出式设计等方式暂时性地设置在开口O处，因此可使投影装置10A于第二投影模式时，将导光组件220与保护壁120C分离，而使导光组件220被移出影像光束B的传递路径。而投影装置10A的优点相似于投影装置10，在此不再赘述。在其他的实施例中，投影装置10A的导光组件220可相对于保护壁120C滑动，例如是导光组件220透过滑轨而沿光机组件210朝显示曲面112的方向/相反方向滑动，而使导光组件220被移出影像光束B的传递路径。
图3A是根据本发明的第三实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。图3B是根据本发明的第三实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。请参考图3A与图3B，图3A的投影装置10B与图1C的投影装置10相似，其主要差异如下。在本实施例中，保护壁120还包括外侧壁122。外侧壁122可滑动地(例如透过滑轨)套设于保护壁120A、120B、120C、120D、120E中的至少一个保护壁的外侧。在本实施例中，外侧壁122例如套设于保护壁120A、120C、120E的外侧。导光组件220设置于外侧壁122上。借由外侧壁122相对于保护壁120A、120C滑动，使导光组件220被移出或被移入影像光束B的传递路径。当导光组件220被移入影像光束B的传递路径时，如图3A所示，投影装置10B用以提供第一投影模式。当导光组件220被移出影像光束B的传递路径时，如图3B所示，投影装置10B用以提供第二投影模式。
基于上述，上述本发明实施例的投影装置10B例如设置在书桌或展示桌的凹槽内，外侧壁122例如为书桌或展示桌的凹槽内壁，但不局限于此。当投影装置10B升出桌面时，可提供直射投影(第二投影模式)。当投影装置10B降下时，可提供球体投影(第一投影模式)。而投影装置10B的其余的优点相似于投影装置10，在此不再赘述。
图4是根据本发明的第四实施例的投影装置在第三投影模式中的剖面示意图。请参考图1C与图4，图4的投影装置10C与图1C的投影装置10相似，其主要差异如下。在本实施例中，投影装置10C的显示壁(例如图1C的显示曲面112)为可拆除件或可移动件，其中图4示意了投影装置10C的显示壁已被拆除或被移动后的状态。在第三投影模式中，显示壁被移出影像光束B的传递路径上，使光机组件210沿第一轴线L1投射影像光束B至导光组件220。影像光束B再经由导光组件220沿第二轴线L2而直接被投射出投影装置10C。而除了还可提供第三投影模式外，投影装置10C的其余的优点相似于投影装置10，在此不再赘述。
图5A是根据本发明的第五实施例的投影装置在第一投影模式中的剖面示意图。图5B是根据本发明的第五实施例的投影装置在第二投影模式中的剖面示意图。请参考图5A与图5B，图5A的投影装置10D与图1C的投影装置10相似，其主要差异如下。在本实施例中，显示壁110的上盖114与保护壁120A、120B、120C、120D中的设置了导光组件220的一个(例如本实施例的保护壁120C)互相垂直。进一步来说，上盖114与保护壁120A、120B、120C、120D均垂直。
在本实施例中，导光组件220的反射面220R与上盖114之间的夹角落在35度至55度的范围内。而且，反射面220R与保护壁120A、120B、120C、120D中的设置了导光组件220的一个(例如本实施例的保护壁120C)之间的夹角落在35度至55度的范围内。
在本实施例中，保护壁120A、120B、120C、120D中的设置了导光组件220的一个(例如本实施例的保护壁120C)包含第一平面部120C-1以及第二平面部120C-2。具体来说，保护壁120C的第一平面部120C-1与上盖114连接且互相垂直，第一平面部120C-1与第二平面部120C-2连接，导光组件220可滑动地套设于第二平面部120C-2的外侧。借由导光组件220相对于第二平面部120C-2滑动，使导光组件220被移出或被移入影像光束B的传递路径。在第一投影模式时，导光组件220的反射面220R与第一平面部120C-1之间的夹角落在125度至145度的范围内，反射面220R例如与第二平面部120C-2平行，如图5A所示。在第二投影模式时，导光组件220的反射面220R与第一平面部120C-1之间的夹角落在35度至55度的范围内。而且，第二平面部120C-2包含透光平板120C-2T。在第二投影模式中，影像光束B穿透透光平板120C-2T而被投射出投影装置10D。而投影装置10D的优点相似于投影装置10，在此不再赘述。特别说明的是，虽然在本实施例中导光组件220绘示为三角形的外观，并以滑动的方式移动，但本发明不限于此。本发明的导光组件220只要包含具有反射面220R的反射镜222即可，并不特别限定导光组件220的外观，且亦不特别限制导光组件220移动的方式。
综上所述，在本发明的一实施例中，由于投影装置包括显示壁、保护壁、光机组件以及导光组件，导光组件被设计为可移动地设置于保护壁中的一个上，使投影装置可提供多个投影模式。相较于传统的球体投影机，本发明的一实施例的投影装置不但保有球体投影机使用空间较少的优点，且还可提供多个投影模式，因此可增加投影装置的使用率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，当不能以此限定本发明的实施范围，即凡是依照本发明的权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍落入到本发明的专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求书不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和发明名称仅用来辅助专利文件检索，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记列表
10、10A、10B、10C、10D:投影装置
100:外壳模块
110:显示壁
112:显示曲面
114:上盖
120、120A、120B、120C、120D、120E:保护壁
120C-1:第一平面部
120C-2:第二平面部
120C-2T:透光平板
122:外侧壁
200:投影模块
210:光机组件
220:导光组件
220R:反射面
222:反射镜
224:保护板
300:控制元件
400:感测器
500:操作元件
B:影像光束
HA、HC:高度
I:输入信号
L1:第一轴线
L2:第二轴线
O:开口
S:容置空间。

Claims (17)

1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置用于提供多个投影模式，包括外壳模块以及投影模块，其中：
所述外壳模块包括显示壁以及多个保护壁，其中所述显示壁以及所述多个保护壁围绕出容置空间，所述显示壁包括显示曲面；
所述投影模块设置于所述容置空间中，且包括光机组件以及导光组件，其中所述导光组件可移动地设置于所述多个保护壁中的一个上；
在第一投影模式中，所述光机组件沿第一轴线投射影像光束至所述导光组件，所述导光组件使所述影像光束沿第二轴线投射至所述显示曲面，其中所述第一轴线与所述第二轴线不互相平行；以及
在第二投影模式中，所述导光组件被移出所述影像光束的传递路径，使所述光机组件沿所述第一轴线所投射的所述影像光束直接被投射出所述投影装置。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述第一轴线与所述多个保护壁不互相垂直，所述第二轴线与所述多个保护壁不互相垂直。
3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示曲面为完整球面或球面的一部分。
4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示壁还包括上盖，所述上盖连接于所述显示曲面及所述多个保护壁之间，所述上盖的材质包括高反射率材质。
5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述上盖与所述多个保护壁中的设置了所述导光组件的一个保护壁之间的夹角落在60度至80度的范围内。
6.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述导光组件还包含具有反射面的反射镜，所述反射面与所述上盖之间的夹角落在50度至70度的范围内。
7.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示曲面包括互相堆叠的透明基板以及扩散层，所述扩散层的雾度落在60％至80％的范围内。
8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示曲面包括混有多个扩散粒子的透明基板，所述多个扩散粒子的粒子直径落在3微米至20微米的范围内。
9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示壁为可拆除件或可移动件，在第三投影模式中，所述显示壁被移出所述影像光束的传递路径，使所述光机组件沿所述第一轴线投射所述影像光束至所述导光组件，所述影像光束再经由所述导光组件沿所述第二轴线而直接被投射出所述投影装置。
10.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述多个保护壁还包括外侧壁，所述外侧壁可滑动地套设于所述多个保护壁中的至少一个保护壁的外侧，所述导光组件设置于所述外侧壁上，借由所述外侧壁相对于所述多个保护壁滑动，使所述导光组件被移出或被移入所述影像光束的传递路径。
11.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述导光组件能够相对于所述保护壁滑动或转动，或所述导光组件能够与所述保护壁分离。
12.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置还包含感测器，所述感测器设置于所述容置空间内，所述感测器能够感测输入信号而切换所述光机组件的投影参数。
13.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示壁还包括上盖，所述上盖连接于所述显示曲面及所述多个保护壁之间，所述上盖与所述多个保护壁中的设置了所述导光组件的一个保护壁互相垂直。
14.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述导光组件还包含具有反射面的反射镜，所述反射面与所述上盖之间的夹角落在35度至55度的范围内。
15.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述多个保护壁中的设置了所述导光组件的一个保护壁包含第一平面部以及第二平面部，所述导光组件可滑动地套设于所述第二平面部的外侧，借由所述导光组件相对于所述第二平面部滑动，使所述导光组件被移出或被移入所述影像光束的传递路径。
16.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，所述导光组件还包含具有反射面的反射镜，所述反射面与所述第一平面部之间的夹角落在35度至55度的范围内。
17.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，所述第二平面部包含透光平板，在所述第二投影模式中，所述影像光束穿透所述透光平板而被投射出所述投影装置。
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