TWI438491B - 投影機光學系統 - Google Patents

Description

投影機光學系統

本發明係主張關於2010年04月02日申請之韓國專利案號10-2010-0030472之優先權，藉以引用的方式併入本文用作參考。

本發明係關於一種投影機光學系統配置以減少投影機的厚度。

近來，放大和投射一小影像至一大螢幕的投影機吸引眾人注意，由於其具有大尺寸螢幕與薄型設計的平面顯示，而被用來取代體積大和螢幕尺寸受限制的陰極射線管。

一種裝置可使高品質影像呈現於一大尺寸螢幕可包括，舉例來說，液晶顯示器(後文將簡稱為LCD)、電漿顯示面板、和投影顯示系統。

通常，投影的光學系統可分成兩種類，亦即，照射系統(illumination system)和投射系統(projection system)。照射系統係使一光源發射出的光透過一蠅眼透鏡(fly eye lens，FEL)或積分器(integrator)，其為一種光隧道(optical tunnel)，而均勻地照射到一小尺寸成像器(imager)，而投射系統係使一照射光經由照射系統而入射至每一面板(panel)，其中，一成像係被放大並捕捉至一螢幕上。

本發明係用以解決減少投影機的厚度。

本發明技術主題所欲解決的問題並不限於上述，而熟知此技藝者將可經由以下敘述而使任何未敘述之技術問題之解決方式變得顯而易知。

在本發明的一考量面，提供一種投影機光學系統，該系統包括：一照射單元包括多個照射透鏡，其將光向下照射；一顯示裝置從該些照射透鏡接收照射光以實現一影像；多個投射透鏡，其將來自於顯示裝置發射的光向下投射至一螢幕；以及一場透鏡(field lens)，其改變從該些照射透鏡照射的光之光角(optical angle)和射出該光至該顯示裝置，及藉由接收該顯示裝置的一影像光來改變光角和射出該光至該些投射透鏡。

在本發明的一些示範實施例中，該些照射透鏡的光軸(optical axes)可與該些投射透鏡的光軸一致。

在本發明的一些示範實施例中，顯示裝置的中心可定位在比該些投射透鏡的光軸更低的位置。

在本發明的一些示範實施例中，顯示裝置的中心可定位在比該些照射透鏡的光軸更低的位置。

在本發明的一些示範實施例中，該些照射透鏡的光軸可不同於該些投射透鏡的光軸。

在本發明的一些示範實施例中，該些照射透鏡的光軸可交錯該些投射透鏡的光軸。

在本發明的一些示範實施例中，顯示裝置可為一數位微型鏡裝置(digital micromirror device，DMD)。

在本發明的一些示範實施例中，顯示裝置可為一反射型(reflective)顯示裝置或一透射型(transmissive)顯示裝置。

在本發明的一些示範實施例中，該些照射透鏡的至少任何一透鏡可具有一光軸在該場透鏡的光軸更下方之處。.

在本發明的一些示範實施例中，該照射單元可更包括一準直透鏡(collimation lens)其促進(advance)從一光源發射的光平行傳播至一預定方向、以及一光學元件其將從該準直透鏡的光均勻地射出至該顯示裝置，其中該照射單元的至少任何一透鏡可與該光源的光軸、該準直透鏡和該光學元件傾斜。

在本發明的一些示範實施例中，該光源的中心可定位在該準直透鏡的光軸下方。

在本發明的一些示範實施例中，該光源和該準直透鏡的光軸係與該光學元件的光軸相同。

在本發明的一些示範實施例中，投影機光學系統可更包括一偏光分光器(Polarizing Beam Splitter，PBS)，其傳輸從該照射單元的光至該顯示裝置，該些照射透鏡可包括第一和第二照射透鏡，其中該第一照射透鏡係插設在該光學元件和該PBS之間，而該第二照射透鏡係插設在該PBS和該顯示裝置之間。

在本發明的一些示範實施例中，該照射單元可更包括一準直透鏡促進從該光源發射的光平行傳播至一預定方向、一蠅眼透鏡(fly eye lens，FEL)將從該些準直透鏡的光均勻地射出至該顯示裝置、以及一稜鏡向上偏心軸地射出穿越FEL的光以照射(illuminate)該顯示裝置。

在本發明的一些示範實施例中，稜鏡可為下述結構的至少一者：一種結構其折射(refracting)該入射光和該發射光以向上照射該顯示裝置、一種結構其折射該發射光以向上照射該顯示裝置、以及一種結構其折射該入射光以向上照射該顯示裝置。

在本發明的一些示範實施例中，該稜鏡可形成有不垂直於該照射單元的光軸的兩側(two sides)。

在本發明的一些示範實施例中，該照射單元可包括一光學導塊(optical guide block)用以接收從該光源發射的光以產與該顯示裝置相同的一光學形狀(optical shape)，且該些照射透鏡的光軸與該光學導塊的光軸偏離(deviated)。

在本發明的一些示範實施例中，聚集(condense)從該光源發射的光至該光學導塊的第一和第二聚光透鏡可進一步插設在該光源和該光學導塊之間。

在本發明的另一考量面，提供一種投影機光學系統，該系統包括：一照射單元其包括多個照射透鏡，其將光向下照射；一全訊息反射器(Total Information Reflector，TIR)，其反射來自該照射單元的光及傳輸一影像光；一顯示裝置接收從從TIR反射的照射單元的光以實現該影像光；多個投射透鏡(projection lenses)，其將來自於該顯示裝置射出的光向下投射至一螢幕；以及多個場透鏡改變從該些照射透鏡照射的光之光角和射出該光至該顯示裝置，以及藉由接收該顯示裝置的一影像光來改變光角和射出該光至該些投射透鏡。

在本發明的一些示範實施例中，該些場透鏡可定位在該TIR和該顯示裝置之間。

本發明的其它優點、目的和特徵將在隨後的說明書中闡述，對熟知此技藝者說明書內容將變得顯而易見，或者通過實施本發明而瞭解。本發明的目的和其它優點，可透過說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現及獲得。

應當理解上述的說明與後續本發明的詳細描述係為範例和說明，且旨在進一步提出作為權利宣告的解釋。

根據本發明的投影機光學系統具有之優點效益在於因多個場透鏡(field lenses)插設在介於照射透鏡和一顯示裝置之間，和介於投射透鏡和顯示裝置之間以減少照射透鏡的厚度和投射透鏡的厚度，據此，投影機的厚度得以減少而得以製作出輕薄的投影機。

附圖係用來提供本發明實施例和配置的進一步的瞭解和納入作為本申請案的部份。在後續的圖示中，相同的元件符號代表相同的元件。

在後文中，本發明的示範實施例將伴隨圖示進行說明。為清楚與方便說明，在圖示中，構成元件的尺寸或形狀可能被加以誇大。

特定名稱將根據發明者所認為之最佳方式用來定義內容。因此，在說明書和權利宣告書的特定名稱或文字的意義不應受限於字義或一般常識，而是建構在符合所揭露的精神和範圍。這些名稱的定義因此可由說明書全文內容來決定。首字母縮略字(acromyms)係廣泛使地使用於說明書全文中以避免過長的描述句子。從描述的內容將使其内涵將更加清楚。

根據本發明之一投影機光學系統係採用可改變入射光的光角及射出該光至顯示裝置的一場透鏡於一光學系統中，該光學系統包括多個照射透鏡將光向下照射至一顯示裝置、以及多個投射透鏡將顯示裝置射出的一影像光向下投射至一螢幕，藉此投影機的厚度得以減少。此時，投影機光學系統可設計為照射透鏡的光軸與投射透鏡的光軸相同，或照射透鏡的光軸與投射透鏡的光軸不同。

圖1係為根據本發明第一示範實施例之投影機光學系統的示意圖。

根據本發明的第一示範實施例，一投影機光學系統可包括：照射透鏡110、120，其將光向下照射；一顯示裝置300接收從照射透鏡110、120照射的光以實現一影像；投射透鏡510、520、530，其將從顯示裝置300發射的光向下投射至一螢幕；以及一場透鏡210，其改變來自於照射透鏡110、120照射的光之光角和射出該光至顯示裝置300，及藉由接收顯示裝置300的一影像光來改變該光角和射出該光至投射透鏡510、520、530。

雖然場透鏡210係為在顯示裝置300的周圍以元件符號210’所表示於圖1、圖2、和圖3中，且在圖6中所示的投影機光學系統其係應用一偏光分光器(Polarizing Beam Splitter)600來反射從照射透鏡110、120照射的光和傳輸顯示裝置300的一影像光，該場透鏡包括不是兩個場透鏡，而是一個場透鏡210其為一般用於投射單元和照射單元。

根據本發明的投影機光學系統係有良好配置，其將場透鏡210插設在照射透鏡110、120和顯示裝置300之間，和投射透鏡510、520、530和顯示裝置300之間以減少每一照射透鏡110、120和每一投射透鏡510、520、530的厚度，藉此投影機的厚度得以減少以製造出輕薄短小的投影機。

具體而言，場透鏡210改變來自於照射透鏡110、120發射的光之角度和傳輸至顯示裝置300，及改變顯示裝置300之一影像光的角度和傳輸至投射透鏡510、520、530，藉此照射透鏡110、120和投射透鏡510、520、530的厚度得以減少。

亦即，如圖1所示，從照射透鏡110、120發射的光係藉由場透鏡210而被折射以省卻在照射透鏡110、120的上端部和底端部的預定厚度t4、t1，而顯示裝置300的影像光係藉由場透鏡210而被折射以省卻在投射透鏡510、520、530的上端部和底端部的預定厚度。

因此，根據本發明的第一示範實施例，於投影機光學系統中，照射透鏡110、120和投射透鏡510、520、530的厚度能比未形成有場透鏡210的投影機光學系統的厚度大幅地減少。

再者，根據本發明的第一示範實施例，投影機光學系統係為一種光學系統其具有一光軸B，該光軸B被照射透鏡110、120和投射透鏡510、520、530共同使用。

再進一步說明，根據本發明的第一示範實施例，投影機光學系統係為向上照射和向下照射，因此顯示裝置300係定位在投射透鏡510、520、530的光軸B下方。

顯示裝置300可為一反射型顯示裝置或一投射型顯示裝置例如反射式液晶(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)或數位微鏡元件(Digital Mirror Device，DMD)。

同時，使用在根據本發明的投影機光學系統中的場透鏡並無法在使用傳統向下投射透鏡之投影機光學系統中被使用。

亦即，於一使用向下投射透鏡的投影機光學系統中，投射透鏡的光軸無法與經由向下投射的顯示裝置的中心一致，而如果使用了一場透鏡，顯示裝置的中心和投射透鏡的中心得以一致，而使投影機光學系統無法執行向下投射。

因此，根據本發明的投影機光學系統係設置有一場透鏡，且藉由一光學系統能夠向下投射和向下照射而實現，因此根據本發明的投影機光學系統相較於傳統投影機具有厚度薄和重量輕的優越效應。

圖2係為根據本發明第二示範實施例之投影機光學系統的示意圖。

根據本發明第二示範實施例的投影機光學系統係與本發明的第一示範實施例相同，除{照射透鏡110、120的光軸B1不同於投射透鏡510、520、530的光軸B2}外，因此場透鏡210係插設在介於照射透鏡110、120和顯示裝置300之間，以及介於投射透鏡510、520、530和顯示裝置300之間以減少每一照射透鏡110、120和每一投射透鏡510、520、530的厚度。

亦即，根據本發明第二示範實施例的投影機光學系統可包括：照射透鏡110、120，其將光向下照射；一顯示裝置300接收從照射透鏡110、120照射的光以實現一影像；投射透鏡510、520、530，其向下投射從顯示裝置300發射的光至一螢幕；以及一場透鏡210，其改變來自於照射透鏡110、120照射之光的光角和射出該光至顯示裝置300，及藉由接收顯示裝置300之一影像光來改變光角和射出該光至投射透鏡510、520、530，其中照射透鏡110、120的光軸B1不同於投射透鏡510、520、530的光軸B2。

此時，照射透鏡110、120的至少一者可具有一光軸排列在場透鏡210的光軸下方。

如圖2所繪示，根據本發明第二示範實施例的投影機光學系統係使照射透鏡110、120發射的光藉由場透鏡210而被折射而顯示裝置300的影像光藉由場透鏡210而被折射以省卻照射透鏡110、120的一上端部和一底端部的預定厚度t4、t1，和省卻投射透鏡510、520、530的一上端部和一底端部的預定厚度t3、t2，因此照射透鏡和投射透鏡的厚度得以減少。

圖3係為根據本發明第三示範實施例之投影機光學系統的示意圖。

根據本發明第三示範實施例的投影機光學系統，照射透鏡110、120的光軸B1和投射透鏡510、520、530的光軸B2係為不同，且照射透鏡110、120的光軸B1和投射透鏡510、520、530的光軸B2係在一預定點交錯(cross)。

根據本發明第三示範實施例之投影機光學系統的顯示裝置300係應用一數位微型鏡裝置(Digital Micromirror Device，DMD)301。

因此，根據本發明第三示範實施例的投影機光學系統可包括：照射透鏡110、120，其將光向下照射；一DMD 301接收藉由照射透鏡110、120照射的光以實現一影像；投射透鏡510、520、530，其向下投射從DMD 301發射的光至一顯示裝置；和一場透鏡210，其改變來自於照射透鏡110、120發射的光之角度和傳輸至DMD 301，以及藉由接收DMD 310的影像光改變DMD 301的影像光的角度及傳輸至投射透鏡510、520、530，其中，照射透鏡110、120的光軸B1與投射透鏡510、520、530的光軸B2係為交錯(cross)。

因此，根據本發明第三示範實施例的投影機光學系統係為DMD 301的影像光藉由場透鏡210被折射以傳輸至投射透鏡510、520、530，藉此投射透鏡510、520、530上端部和底端部的預定厚度t6、t5得以移除以減少投影機光學系統的厚度。

圖4係為根據本發明第四示範實施例之投影機光學系統的示意圖。圖5係為圖4的比較範例的概念示意圖。

根據本發明第四示範實施例的投影機光學系統可包括：一全訊息反射器(Total Information Reflector，TIR)350，其反射一照射單元的光A和傳輸一影像光；一顯示裝置310，其接收從TIR 350反射的照射單元的光以實現該影像光；一場透鏡230，其接收顯示裝置310的該影像光、改變該光的角度及射出該光；以及投射透鏡510、520、530，其向下投射從場透鏡230發射的光至顯示裝置310。

根據本發明第四示範實施例的投影機光學系統係為進入TIR 350之照射單元的光A係從TIR 350反射至顯示裝置300以實現影像光，而顯示裝置之影像光310的角度係藉由場透鏡230而改變以被入射在投射透鏡510、520、530和被向下投射至一螢幕。

此時，如圖5所示，顯示裝置310的影像光在未改變下穿越TIR 350且入射在不包含場透鏡230的投影機光學系統中的投射透鏡510、520、530。因此，投射透鏡510、520、530的厚度係由顯示裝置310的沒有變化角度的影像光所決定的。此時，穿越TIR 350之影像光的一高光C2a’和一低光C1a’係未改變其角度。

同時，在圖4中，其中根據本發明第四示範實施例的投影機光學系統中，場透鏡230係呈現在顯示裝置310和TIR 350之間以改變穿越過TIR 350之影像光的高光‘C2a’的角度至‘C2b’。因此，在一沒有場透鏡230的投影機光學系統中，由於顯示裝置310影像光的高光‘C2a’其角度並未改變的情況下，投射透鏡510、520、530的每一厚度係為‘t9’。然而，在具有根據本發明第四示範實施例投影機光學系統的場透鏡230，每一投射透鏡510、520、530的厚度由於顯示裝置310的影像光的高光‘C2b’其角度的改變(t9＞t8)，所以‘t8’其比‘t9’薄。

亦即，投射透鏡的每一厚度因在本發明第四示範實施例安裝一的場透鏡而得以減少。

圖7係繪示根據本發明第一示範實施例於投影機光學系統中為向下照射之照射單元的示意圖配置。

根據本發明的第一示範實施例於投影機光學系統中有許多向下照射方法。在下述的範例中，將解釋為向下照射的投影機光學系統配置。

首先，在根據本發明第一示範實施例，在投影機光學系統中的照射單元係用來建構為向下照射光至一顯示裝置1500的一光學系統，該系統使用了一稜鏡1350。

因此，根據本發明第一示範實施例，於投影機光學系統中的照射單元更可包括一光源1100、準直透鏡1211、1212促進(advancing)從光源1100發射的光平行地至一預定方向、一蠅眼透鏡(Fly Eye Lens，FEL)1221使準直透鏡1211，1212的光可被均勻地入射在一顯示裝置1500、以及一稜鏡1350向下偏極化(polarizing)來自於FEL 1221的光且照射該光至顯示裝置1500，其中FEL 1221可藉由能與FEL 1221執行相同功能的一光學元件來取代。

亦即，照射單元形成有稜鏡1350以向下偏極化來自於光源1100發射的光且允許該光被入射在顯示裝置1500上。

詳細而言，如圖8a所示，穿過FEL 1221的光係水平地和垂直地對稱，且有依據光軸為基準的一光角的分佈。再者，如圖8b所示，穿過稜鏡1350的光係以一光角分佈，由於稜鏡1350的偏心效應(eccentricity effects)，該光角依據一光軸向下移動，而移動光的角度係藉由稜鏡的角度所決定，而稜鏡的角度係藉由向下照射的程度所決定。再者，照射透鏡1233、1234可分別插設在稜鏡1350和一PBS 1301之間和PBS 1301和顯示裝置1500之間。

圖9a、圖9b、和圖9c係繪示根據本發明於投影機光學系統中的稜鏡配置示意圖。

稜鏡採用楔形(wedge)的形狀，且可採用下述三種配置中的一者，亦即，入射光和發射光係折射以向下照射如圖9a所示的配置、發射光係折射且向下照射如圖9b所示的配置、以及入射光係折射以向下照射如圖9c所描繪之配置。

在圖9a中的配置，為了讓稜鏡去折射該入射和發射光且向下照射該光，稜鏡的入射面和發射面係以預定角度θ1、θ2傾斜，在圖9b的配置中，為了讓稜鏡去折射該發射光和向下照射該光，稜鏡的發射面係以預定角度θ3傾斜、以及為了讓稜鏡去折射該入射光和向下照射該光，稜鏡的入射面係以預定角度θ4傾斜。再者，形成有兩側的圖9a之稜鏡其兩側係不垂直於照射單元的光軸。

具體而言，稜鏡形成有第一和第二側邊，而每一側邊不與FEL的光軸垂直，而第三和第四側邊連接到該第一和該第二側邊，其中每一第三和第四側邊係以一銳角連接到第一側邊，而每一第三和第四側邊以一鈍角連接到第二側邊。

圖10係繪示根據本發明第二示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖。

根據本發明第二示範實施例的照射單元係藉由移動兩照射透鏡的光軸來建構一光學系統以向下照射光至一顯示裝置。

因此，根據本發明第二示範實施例，於投影機光學系統的照射單元可包括一光源1100、準直透鏡1211、1212促進從光源1100發射的光平行地至一預定方向、一蠅眼透鏡(FEL)1221使準直透鏡1211、1212的光均勻地入射在一顯示裝置1500、以及第一和第二照射透鏡1235、1236，每一照射透鏡具有與FEL 1221不同的光軸且從FEL 1221向下照射光至一顯示裝置1500。

亦即，根據本發明第二示範實施例，於投影機光學系統中的照射單元以與FEL 1221的光軸不同的方式來移動第一和第二照射透鏡1235、1236的每一光軸以允許來自於FEL 1221的光被向下照射至顯示裝置1500。此時，第一照射透鏡1235的光軸係定位在FEL 1221的光軸下方、第二照射透鏡1236的光軸係定位在第一照射透鏡1235的光軸下方、來自於FEL 1221的光係向下地照射在第一照射透鏡1235，而來自於第一照射透鏡1235的光係向下地照射在第二照射透鏡1236。

根據本發明，類似第一和第二照射透鏡1235、1236的兩個照射透鏡可應用於投影機光學系統，或至少一照射透鏡可被應用於投影機光學系統中。

圖11係根據本發明第三示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖。

根據本發明第三示範實施例，於投影機光學系統的照射單元可包括根據本發明第一示範實施例的該照射單元的一光源1100和準直透鏡1211、1212，其中一FEL 1221的一第一光軸係與照射透鏡1233的第二光軸傾斜以向下照射光。

根據本發明第三示範實施例，於投影機光學系統中的照射單元係使從光源1100發射的光，透過準直透鏡1211、1212和FEL 1221促進至一第一光軸的一第一方向、促進至一照射透鏡1233的一第二光軸的一方向、以及向下照射至顯示裝置1500。

根據本發明的第二和第三示範實施例，照射單元可由額外的元件使用光學運動或自由傾斜(tilting free)進行向下照射。

同時，根據本發明的第二示範實施例，該照射單元包括準直透鏡1211、1212促進從光源1100發射的光平行地至一預定方向、蠅眼透鏡(Fly Eye Lens，FEL)1221使準直透鏡1211、1212的光被均勻地入射在一顯示裝置1500、以及一照射透鏡1233其光軸與光源、FEL 1221和準直透鏡1211、1212的光軸呈不同地傾斜。照射透鏡1233係插設在FEL 1221和一PBS 1301之間。一照射透鏡1234可被插設在PBS 1301和顯示裝置1500之間。

圖12係根據本發明第四示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖。

根據本發明第四示範實施例，該照射單元包括一光源1100、以及準直透鏡1211、1212，其每一光軸係與FEL 1222的光軸傾斜，其中FEL 1222包括微透鏡形成在一入射面且收集該入射光於一射出面、以及多個微透鏡形成在一射出面且向下促進該收集的光至一光軸。

因此，穿越準直透鏡1211、1212的光藉由FEL 1222向下直接且係照射至顯示裝置1500。此時，光源1100和準直透鏡1211、1212可排列在相同的光軸。再者，FEL 1222以在每一剖面上為鋸齒(saw-tooth)狀形成有一光入射面和一光射出面，如圖13所示，而每一入射面和射出面的剖面藉由微透鏡的單獨剖面，如圖13所示，而成鋸齒。

更進一步而言，如圖14a所示，在入射至FEL 1222之前的光的光角係分佈到和FEL 1222光軸相關的左邊，因為光源1100和準直透鏡1211、1212的光軸係為傾斜。然而，如圖14b所示，穿越FEL 1222的光的角度係向下地分佈(distributed)至和光軸相關的右邊。當光源1100的中心係定為在準直透鏡1211、1212的光軸下方時，光可被向下地照射至顯示裝置1500。

圖16係繪示根據本發明第五示範實施例於投影機光學系統中為向下照射之照射單元的配置示意圖。

根據本發明第五示範實施例，該照射單元使用一導光塊1600將光向下照射。導光塊1600係插設在光源1100和照射單元1621、1622之間，其中導光塊1600的光軸係與照射單元1621、1622的光軸偏離(deviated)。此時，從光源1100發射的光係入射在導光塊1600的一入口(inlet)，而從導光塊1600的出口(outlet)發射的光係透過照射單元1621、1622和一PBS 1301向下照射至顯示裝置1500，其中照射單元1621、1622收集從導光塊1600輸出的光至PBS 1301。

如圖17所示，導光塊1600採用具有方形貫孔的方形柱(square cylinder)，且可製作成四個層疊鏡子(four laminated mirrors)或玻璃或一透明體。當導光塊1600製成玻璃或透明體時，因為導光塊1600的折射率大於空氣的折射率，所以所有的光係從導光塊反射以被引導。再者，導光塊1600使光為如同顯示裝置1500主動區形狀相同的方形。

圖18係繪示根據本發明第五示範實施例於投影機光學系統中用於向下照射之之改良後照射單元的配置示意圖。

根據本發明第五示範實施例，於圖18中一投影機光學系統修改後的為向下照射的照射單元係使第一和第二聚光透鏡(condenser lenses)1611、1612聚集(condense)從光源1100的發射光而導光塊1600藉由接收從第一和第二聚光透鏡聚集的光產生與顯示裝置1500的光相同的形狀，且係插入在光源1100和照射單元1621、1622之間。其中，導光塊1600的光軸和照射單元1621、1622的光軸係以偏離的方式排列。

照射單元的配置可使從光源110發射的光經由第一和第二聚光透鏡1611、1612聚集到導光塊1600，且藉由導光塊1600引導的光係向下照射從照射單元1621、1622穿越PBS 1301而到顯示裝置1500。而一照射透鏡1623可被插設在PBS 1301和顯示裝置1500之間。

根據本發明的上述投影機光學系統可，然而，以不同方式具以實施且不應限定在本發明實施例中。因此，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。

本發明數個實施例所揭露的特徵與考量面可依所需而選擇性的與一個或多個特徵及/或考量面進行結合。

110．．．照射透鏡

120．．．照射透鏡

210．．．場透鏡

230．．．場透鏡

300．．．顯示裝置

301．．．數位微型鏡裝置

350．．．全訊息反射器

510．．．投射透鏡

520．．．投射透鏡

530．．．投射透鏡

600．．．偏光分光器

1100．．．光源

1211．．．準直透鏡

1212．．．準直透鏡

1221．．．蠅眼透鏡

1222．．．蠅眼透鏡

1233．．．照射透鏡

1234．．．照射透鏡

1235．．．第一照射透鏡

1236．．．第二照射透鏡

1301．．．偏光分光器

1350．．．稜鏡

1500．．．顯示裝置

1600．．．導光塊

1611．．．第一聚光透鏡

1612．．．第二聚光透鏡

1621．．．照射單元

1622．．．照射單元

1623．．．照射透鏡

A．．．光

B．．．光軸

B1．．．光軸

B2．．．光軸

C1a．．．低光

C2a．．．高光

C2b．．．高光

t1．．．厚度

t2．．．厚度

t3．．．厚度

t4．．．厚度

t5．．．厚度

t6．．．厚度

t8．．．厚度

t9．．．厚度

圖1係為根據本發明第一示範實施例之投影機光學系統示意圖；

圖2係為根據本發明第二示範實施例之投影機光學系統示意圖；

圖3係為根據本發明第三示範實施例之投影機光學系統示意圖；

圖4係為根據本發明第四示範實施例之投影機光學系統示意圖；

圖5係為圖4的比較範例示意圖；

圖6係為根據本發明繪示於投影機光學系統中之偏光分光器示意圖；

圖7係繪示根據本發明第一示範實施例於投影機光學系統中為向下照射之照射單元的配置示意圖；

圖8a和圖8b係為在光傳輸到一如圖7的稜鏡之前和後的光角分佈視圖；

圖9a、圖9b、和圖9c係繪示根據本發明於投影機光學系統中的稜鏡配置示意圖；

圖10係繪示根據本發明第二示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖；

圖11係根據本發明第三示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖；

圖12係根據本發明第四示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元配置示意圖；

圖13係根據本發明第四示範實施例的照射單元之蠅眼透鏡的部份剖視圖；

圖14a和圖14b繪示根據本發明第四示範實施例光穿越蠅眼透鏡傳輸之前和後的光角分佈視圖；

圖15係繪示根據本發明第四示範實施例於投影機光學系統中為向下照射的照射單元的另一範例示意圖；

圖16係繪示根據本發明第五示範實施例於投影機光學系統中為向下照射之照射單元的配置示意圖；

圖17係繪示根據本發明第五示範實施例於投影機光學系統中的照射單元之光學導塊的配置示意圖；以及

圖18係繪示根據本發明第五示範實施例於投影機光學系統中為向下照射之之改良後照射單元的配置示意圖。

110．．．照射透鏡

120．．．照射透鏡

210．．．場透鏡

300．．．顯示裝置

510．．．投射透鏡

520．．．投射透鏡

530．．．投射透鏡

B．．．光軸

t1．．．厚度

t2．．．厚度

t3．．．厚度

t4．．．厚度

Claims (20)

1. 一種投影機光學系統，該系統包括：一照射單元包括多個照射透鏡將光向下照射；一顯示裝置接收從該些照射透鏡照射的光以實現一影像；多個投射透鏡將來自於該顯示裝置發射的光向下投射至一螢幕；以及一場透鏡改變從該些照射透鏡照射的該光之光角和射出該光至該顯示裝置，及藉由接收該顯示裝置的一影像光來改變光角和射出該光至該些投射透鏡。
2. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該些照射透鏡的光軸與該些投射透鏡的光軸一致。
3. 如申請專利範圍第2項所述之投影機光學系統，其中該顯示裝置的中心定位在比該些投射透鏡的光軸更低的位置。
4. 如申請專利範圍第2項所述之投影機光學系統，其中該顯示裝置的中心定位在比該些照射透鏡的光軸更低的位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該些照射透鏡的光軸不同於該些投射透鏡的光軸。
6. 如申請專利範圍第5項所述之投影機光學系統，其中該些照射透鏡的光軸與該些投射透鏡的光軸交錯。
7. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該顯示裝置係為一數位微型鏡裝置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該顯示裝置係為一反射型顯示裝置或一透射型顯示裝置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該些照射透鏡的至少任何一透鏡的光軸比一場透鏡的光軸更低。
10. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該照射單元更包括一準直透鏡，該準直透鏡促進從一光源發射的光平行傳播至一預定方向，以及一光學元件均勻地發射該光從該準直透鏡至該顯示裝置，其中該照射單元的至少任何一透鏡係與該光源、該準直透鏡和該光學元件的光軸傾斜。
11. 如申請專利範圍第10項所述之投影機光學系統，其中該光源的中心定位在比該準直透鏡的光軸下方。
12. 如申請專利範圍第10項所述之投影機光學系統，其中該光源和該準直透鏡的光軸係與該光學元件的光軸相同。
13. 如申請專利範圍第10項所述之投影機光學系統，更包括一偏光分光器傳輸從該照射單元的光至該顯示裝置，其中該些照射透鏡包括一第一照射透鏡和一第二照射透鏡，以及其中該第一照射透鏡係插設在該光學元件和該偏光分光器之間，而該第二照射透鏡係插設在該偏光分光器和該顯示裝置之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該照射單元更包括一準直透鏡促進從該光源發射的光平行傳播至一預定方向、一蠅眼透鏡均勻地射出該光從該準直透鏡至該顯示裝置、以及一稜鏡向上偏心軸地射出穿越該蠅眼透鏡的該光以照射該顯示裝置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之投影機光學系統，其中該稜鏡係可為一種結構其折射該入射光和該發射光以向上照射該顯示裝置、一種結構其折射該發射光以向上照射該顯示裝置、以及一種結構其折射該入射光以向上照射該顯示裝置中的至少一者。
16. 如申請專利範圍第14項所述之投影機光學系統，其中該稜鏡形成有不垂直於該照射單元光軸的兩側。
17. 如申請專利範圍第1項所述之投影機光學系統，其中該照射單元包括一光學導塊接收從該光源發射的光以產生一光學形狀其與該顯示裝置的形狀相同，以及該照射透鏡形成有與該光學導塊偏離的光軸。
18. 如申請專利範圍第17項所述之投影機光學系統，更包括一第一聚光透鏡和一第二聚光透鏡聚集從該光源發射的光至該光學導塊，該光學導塊插設在該光源和該光學導塊之間。
19. 一種投影機光學系統，該系統包括：一照射單元包括多個照射透鏡將光向下照射；一全訊息反射器反射從該照射單元的光和傳輸一影像光；一顯示裝置接收從該全訊息反射器反射至該照射單元的光以實現該影像光；多個投射透鏡將從該顯示裝置發射的光向下投射至一螢幕；以及一場透鏡改變從該照射透鏡照射的光之光角和射出該光至該顯示裝置，和藉由接收該顯示裝置的該影像光來改變一光角和射出該光至該些投射透鏡。
20. 如申請專利範圍第19所述之投影機光學系統，其中該場透鏡係定位於該全訊息反射器和該顯示裝置之間。