TW200538848A - Reflective optical assembly - Google Patents

Description

200538848 九、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 本發明係為一種反射式光學總成。 • 【先前技術】 5 發明背景 投影系統在現代生活中被應用在許多方面並提供廣泛 的功能性給客戶。投影系統可裝設於一投影機中以在螢幕 或其他顯示元件上顯示影像。投影系統亦可包含於背投式 ^ t視機絲庭劇院組中。 10 投影系統如數位投影機，在該投影機之照明與顯影系 統中，可以反射式玻璃光學元件製造。以相對昂貴之材料 做成的玻璃光學元件可能相當沉重且造價不貲。此外，反 ‘ 射式光學元件會由於反射式光學材料之分散本質而引起色 像差。 15 【發明内容】 本發明係為一種投影系統，包括：一提供照明之光源； ^ 一影像形成元件，該影像形成元件接收一影像之輸入及該 照明以產生一照明影像輸出；以及一從一可攜式位置平移 至一可操作位置之反射式光學總成，該反射式光學總成進 20 一步以反射性光學元件反射該照明影像輸出以引導該照明 影像輸出以供顯示。 本發明亦為一種方法，包括：將一反射式光學總成之 反射式光學元件從一可攜式位置平移至一可操作位置；接 收一輸入以產生一影像；以一光源照明該影像以產生一照 5 200538848 明影像輸出；以及以該反射式光學總成之該反射式光學元 件反射該照明影像輸出以引導該照明影像輸出以供顯示。 圖式簡單說明 相同的數字被使用於所有圖示中以代表相同的特徵與 5 零件： 第1圖例示一可以實施一反射式光學總成之實施例的 示範投影系統； 第2圖例示一包括一反射式光學總成之實施例的示範 投影系統； 10 第3圖例示第2圖中該示範投影系統之一可攜式組態的 實施例； 第4圖例示第2圖中該示範投影系統之一組態的實施例； 第5圖例示一包括一反射式光學總成之實施例的示範 投影系統；以及 15 第6圖為一流程圖，例示一反射式光學總成之方法的實 施例。 L實施方式3 較佳實施例之詳細說明 以下說明一反射式光學總成之實施例。投影元件之實 20 施例指的是一種影像形成元件，該影像形成元件包括一照 明分支與一被做成一反射式光學總成之投影路徑。該照明 分支包括一光源以及任何數量的各種零件以形成一照明影 像以供投影。該反射式光學總成係由反射並輸出該照明影 像以供檢視之反射式光學元件做成。在一實施例中，該反 6 200538848 射式光學總成無照明分切以從—可操作位置 含-可摺$支樓結構之可攜式位置，該可擅 夕 持該反射式光學元件與該照明分支之位置。且*結構維 電影或電視節目的環境中實施，以做為一在一企業或教室 設定中顯不幻燈秀簡報之移動式及可攜式投影機、:文為一 本文將概略說明-投影元件之一示範環境中的反 光學總成之各種實施例。雖缺射式光學總叙特定者二 例可能指向特定的實作’反射式光學總成之態樣可於= 可以使用投影系統如家庭劇院組之前投式投影機以顯示—

10在電影院中顯示電影之電影投影機、做為一背投式電視機 等等。此外，該等範例不應被視為限制申請專利範圍戈說 明書之範圍，而應被當作是提供該反射式光學總成之實施 例的明確理解。 第1圖例示一可以實施一反射式光學總成之實施例的 15示範投影系統。該投影系統100包括一投影元件丨〇2，节 才又衫元件102產生一 ft?、明輸出以顯不於一顯示元件1 如於 影螢幕上。該投影元件102包括一光源1〇6，以供應用以提 供該投影元件102之照明輸出的光線。該光源106可以各種 方式組態，如弧形函素放電燈。弧形_素放電燈透過兩電 20 極之間之高能量弧形放電使一氣態蒸汽離子化。其他光、房 亦可使用，如白熱光燈泡、螢光元件、白光發光二極體等 〇 來自該光源106之光線被導向一利用該光線產生—影 像之影像形成元件108。該影像形成元件1〇8可包括彳壬何數 7 200538848 量之不同令件以產生該影像。在一實施例中，該影像形成 元件108被組恶以透過使用一包括複數個安裝於一基板上 之鏡的數位微鏡元件來執行數位光線處理。該數位微鏡元 件之該鏡可以單獨旋轉，以使各該鏡反射或不反射來自該 5 光源106之光線。 如果使用一單一數位微鏡元件，則影像之紅色、綠色 及藍色(RGB)部分被依序顯示以供應一彩色影像。舉例來說 ，一具有紅色、綠色及藍色(RGB)斷片之彩色輪可用以提供 彩色。該彩色輪被設置於該光源1〇6與該數位微鏡元件之間 1〇並被旋轉以提供紅色、綠色或藍色光線，視該彩色輪之哪 一斷片被放置於該光源106至該數位微鏡元件之光線輸出 路線上。該鏡之組態與該光線路線上之該彩色輪的該斷片 之設置同步以提供序列的紅色、綠色及藍色影像。藉由以 快速序列供應該序列影像，眼睛可以看見一完整的彩色影 15像。在另一實施例中，複數個數位微鏡元件被使用以形成 一影像。舉例來說，可使用分別的數位微鏡元件以提供紅 色、綠色及藍色之輸出。從各該數位微鏡元件反射的光線 被合併以顯示一完整的彩色影像。 數位微鏡元件之鏡可以依據一經由一投影元件介面 20 Π0被接收之輸入組態。任何數量之不同的投影輸入元件 112皆可產生一輸入至該介面11〇，如計算元件114、DVD播 放機116、機上盒118等。舉例來說，該計算元件114可提供 一使该影像形成元件108在該顯示元件1〇4上顯示換燈秀之 輪入0 200538848 在另-實施例中，該影像形成元件1〇8被組態以包含一 液晶顯示器（LCD)，該液晶顯示器可包括一固定鏡。來自該 光源1〇6之減穿過該LCD並從該固定鏡反射以產生一影 像。該LCD透過在該LCD之每一像素處控制紅色、綠色及/ 5或藍色光線之傳輸來控制從該固定鏡反射的光線。如同一 數位微鏡元件之鏡，該LCD之每1素可以依據—經由該 投影元件介面UO被接收之輸入組態。選擇性地，該影像形 成元件刪可以-光柵閥（GLV)或—單晶石夕液晶（lc〇s)元 件做成。 10 _然該投影元件102根據圖示具有作為不同零件之該 光源106及該影像形成元件1〇8，任何數量之不同零件在各 個實施例中皆可被增加、合併、及/或剛除以實施該光源1〇6 及/或該影像織元件⑽。舉例來說，該影像形成元件1〇8 可組態成-包含-個陰極、兩個或更多陽極的陰極管(crt) 15 ’以及-將光線從中輸出之塗祕光的營幕。選擇性地， 該影像形成元件可組態以包含一彩色輪、一照明桿、透鏡 、及/或-光閥。該光源觸與該影像形成元件⑽亦可稱為 該投影元件102之“照明分支，’。 在貝鼽例中，該光線由該影像形成元件1〇8引導（亦 即，傳輪、發射及/或反射）至-反射式光學總成⑽，該反 射式林總成12〇反射被形成之影像以做為該顯示元件1〇4 上之知明影像輸出以供檢視。該反射式光學總成】2 〇亦可稱 為該投影元件1〇2之“投影路徑，，。該投影元件廳僅為許多 可乂任何數1之投H统實施以在該顯示元件1G4上顯示 9 200538848 一照明影像輸出之投影元件組態與零件中的一種。 第2圖例示一包括一反射式光學總成202之實施例的示 範投影系統200。該反射式光學總成202為第1圖中該投影元 件102之該投影路徑中的該反射式光學總成120之一範例。 5 該示範投影系統200包括一投影元件204及一顯示元件206。 該投影元件204包括該反射式光學總成202及一包含一 光源210和各種影像形成元件之照明分支208。在本範例中 ，該影像形成元件包括一彩色輪212、一照明桿214、一或 多個透鏡216、以及一光閥218。如參照該投影元件102之該 10 影像形成元件108(第1圖）所做成的說明所述，該照明分支 208之該影像形成元件在各個實施例中可以任何數量的不 同零件實施。 該照明分支208形成一影像，該影像被該反射式光學總 成202反射成為該顯示元件206上之照明影像輸出以供檢視 15 。該反射式光學總成202包括反射式光學元件220(1-3)，該 反射式光學元件220(1-3)分別被設計且定位以將該照明分 支208所照明之物件218顯影於該顯示元件206上。此外，該 反射式光學總成202將該照明分支208所照明之該物件顯影 於該顯示元件2〇6上而未使用透鏡。由於該投影路徑（比方 20說該反射式光學總成202)中沒有透鏡，故不會像玻璃透鏡 木^產生折射係數或嚴重的色像差，且被反射之影像的焦 距長度對所有波長都一樣。 該反射式光學元件220(1-3)可以做成比方說不會產生 嚴重的色像差且比玻璃及光學傳輸用之折射光學材料更具 200538848 效率的鏡子。該反射式光學元件220(1_3)可以一形成於一塑 膠或聚合物基板上之反射式材料做成，其令該基板重量輕 且比玻璃或金屬便宜。在一實施例中，該反射式光學元件 220⑴及22G(2)可以做成鏡子，而該反射式光學元件22〇⑶ 5 則可做成一微鏡陣列。 各該反射式光學元件220(1-3)與該照明分支2〇8分別以 絞接式撐體222(1-4)被支撐於該投影元件2〇4中。該絞接式 撐體222( 1 -4)允許該反射式光學元件22〇( 13)與該照明分支 208被摺疊，使該投影元件204可摺疊、精巧、重量輕、且 10可攜帶。舉例來說，該投影元件204可以組態成一薄型、二 至二磅重的可攜式元件以供需要從汽車將該裝置攜帶至飛 機上或會議中之商務旅人使用。 第3圖例示該投影元件2〇4被組態成可攜式的範例。該 照明分支208以及該反射式光學總成202之該反射式光學元 15件220(1_3)被向下摺疊以使該投影元件204精巧且可攜帶。 舉例來說，該投影元件204可以向下摺疊成如膝上型電腦一 般高度只有幾叶且精巧便於搬運。 第3圖中所示之該投影元件2〇4僅為例示該投影元件 204在一可攜式組態中的零件。實際上，該投影元件2〇4可 20包括任何形式之整合可摺疊支撐結構以儲存或定位該投影 兀件204之零件以使其可攜帶。再者，該反射式光學總成2〇2 之該反射式光學元件220(1-3)可以從一如第3圖所示之可攜 式位置平移至一如第2圖所示之可操作位置。 第4圖例示該投影元件2〇4(在此一範例中呈透明狀）之 11 200538848 另一不範組態400。各該反射式光學元件22〇(1_3)與該照明 分支208分別以絞接式撐體402(1-4)被支撐於該投影元件 204中。該絞接式撐體402(1-4)允許該反射式光學元件 220(1 -3)與該照明分支2 〇 8分別被向下摺疊於該投影元件 5 204之一基部上，使該投影元件可摺疊、精巧、重量輕、且 可攜帶。第4圖中所示之該投影元件2〇4僅為例示該投影元 件204在一可操作組態中的零件以及該投影元件204之一可 攜式組態的一示範支撐結構。實際上，該投影元件2〇4可包 括任何形式之整合可摺疊支撐結構以儲存或定位該投影元 10件204之零件以使其可攜帶。 第5圖例示一包括一反射式光學總成502之實施例的示 範投影系統5 00。該反射式光學總成502為第1圖中該投影元 件10 2之該投影路徑中的該反射式光學總成丨2 〇之一範例。 該示範投影系統500包括一投影元件5 04。 15 該投影元件504包括該反射式光學總成502及一包含— 光源508和各種影像形成元件510之照明分支506，如一或多 個透鏡及一光閥。如參照該投影元件102之該影像形成元件 108(第1圖）所做成的說明所述，該照明分支506之該影像步 成元件在各個實施例中可以任何數量的不同零件實施。 20 該照明分支506形成一影像’該影像被該反射式光舉她 个、Ή 成502反射成為一照明影像輸出以在一顯示元件上顯示以 供檢視。該反射式光學總成502包括反射式光學元件514(u4) ，該反射式光學元件514(1-4)分別被設計且定位以反射該明 明分支506所形成之影像以成為該照明影像輸出512。此外 12 200538848 ，該反射式光學總成502反射該照明分支506所形成之該影 像而未使用透鏡。由於該投影路徑（比方說該反射式光學總 成502)中沒有透鏡，故不會像玻璃透鏡一樣產生折射係數 或嚴重的色像差，且被反射之影像的焦距長度對所有波長 5 都一樣。 該反射式光學元件514(1-3)可以一形成於一塑膠或聚 合物基板上之反射式材料做成比方說鏡子，其中該基板重 量輕且便宜。在一實施例中，該反射式光學元件514(1-3) 可以做成粉末狀鏡子，而該反射式光學元件514(4)則可做成 10 一摺疊被反射之照明影像的平面鏡。 如同上文關於該投影元件204(第2至4圖）之說明所述， 各該反射式光學元件514(1-4)與該照明分支506可以透過絞 接式撐體及/或任何形式之整合可摺疊支撐結構的實施被 支撐於該投影元件504中以儲存或定位該零件以使其玎攜 15 帶。該投影元件504可設計成可摺疊、精巧、重量輕、真可 攜帶。此外，該投影元件504可供極小裝置如PDA、掌上塑 遊戲顯示器等使用。 第6圖例示一反射式光學總成之方法6〇〇的實施例。該 方法之說明順序不應被視為一種限制，且所述之方法方塊 20可以任何數量、任何順序加以合併以實施該方法。 於方塊602 ’ 一反射式光學總成之反射式光學元件從^ 可攜式位置被平移至一可操作位置。舉例來說，該反射式 光學總成202之該反射式光學元件220(1-3)可以從一如第3 圖所示之可攜式位置平移至一如第2圖所示之可操作位置 13 200538848 。该反射式光學元件220(1-3)可以一將該反射式光學元件 220(1-3)維持於該投影元件2〇4内之絞接式撐體222(丨，（第 2圖）及/或402(1-4)(第4圖）再定位。 於方塊604，一輸入被接收以產生一影像。舉例來說， 5该投影元件102(第1圖）可透過該投影元件介面110從任何數 量之各種不同的投影輸入元件H2，如計算元件114、Dvd 播放機116、機上盒118專接收一輸入。於方塊606，該影像 以一光源被照射以產生一照明影像輸出。舉例來說，該照 明分支208之該光源210提供光源以產生該照明分支2〇8之 10 照明影像輸出。 於方塊60 8，該照明影像輸出以該反射式光學總成之該 反射式光學元件反射以引導該照明影像輸出以供顯示。舉 例來說，該反射式光學總成202之該反射式光學元件22〇(u> 反射該照明分支2〇8之該照明影像輸出以顯示於該顯示元 15 件206上。該第一反射式光學元件220(1)反射來自該影像形 成元件208之該照明影像輸出。該第二反射式光學元件 220(2)反射該照明影像輸出之第一反射式光學反射，而該第 三反射式光學元件220(3)則反射該照明影像輪出之第二反 射式光學反射以引導該照明影像輸出以供顯示。 20 雖然該反射式光學總成之實施例業已一針對結構特徵 及/或方法之特定語言說明如上，可理解的是，隨附申請專 利範圍之標的不一定限於所述之特定的特徵或方法。相反 地，該特定的特徵及方法係做為該反射式光學總成之示範 性實作。 200538848 I：圖式簡單說明3 第1圖例示一可以實施一反射式光學總成之實施例的 示範投影系統； 第2圖例示一包括一反射式光學總成之實施例的示範 5 投影系統； 第3圖例示第2圖中該示範投影系統之一可攜式組態的 實施例； 第4圖例示第2圖中該示範投影系統之一組態的實施例； 第5圖例示一包括一反射式光學總成之實施例的示範 10 投影系統；以及 第6圖為一流程圖，例示一反射式光學總成之方法的實 施例。 【主要元件符號說明】 100, 200, 500…投影系統 120, 202, 502···反射式光學總成 102, 204, 504…投影元件 208, 506…照明分支 104, 206…顯示元件 212…彩色輪 106, 210, 508…光源 214…照明桿 108, 510…影像形成元件 216…透鏡 110…投影元件介面 218…光閥，物件 112···投影輸入元件 220(1-3)，514(14)…反射式光學元件 114…計算元件 222(1-4),402(1-4)…絞接式撐體 116".DVD播放機 512…照明影像輸出 118…機上盒 600…方法 15

Claims (1)

1. 200538848 十、申請專利範圍： 1. 一種投影系統，包括： 一提供照明之光源； 一影像形成元件，該影像形成元件接收一影像之輸 5 入及該照明以產生一照明影像輸出；以及 一從一可攜式位置平移至一可操作位置之反射式 光學總成，該反射式光學總成進一步以反射性光學元件 反射該照明影像輸出以引導該照明影像輸出以供顯示。 2. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該反射式光學 10 總成包括以反射性材料形成於一塑膠基板上之該反射 式光學元件，該反射性材料反射該照明影像輸出。 3. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該反射式光學 總成包括以反射性材料形成於一聚合物基板上之該反 射式光學元件，該反射性材料反射該照明影像輸出。 15 4.如申請專利範圍第1項之投影系統，進一步包括一可摺 疊支撐結構以維持該反射式光學元件之位置並使該反 射式光學元件從該可操作位置平移至該可攜式位置。 5. 如申請專利範圍第1項之投影系統，進一步包括一可摺 疊支撐結構以維持該光源、該影像形成元件、及該反射 20 式光學元件之位置，該可摺疊支撐結構進一步使該光 源、該影像形成元件、及該反射式光學元件從該可操作 位置平移至該可攜式位置。 6. 如申請專利範圍第1項之投影系統，其中該反射式光學 總成包括： 16 200538848 一第一反射式光學元件以反射來自該影像形成元 件之該照明影像輸出以做為第一反射； 一第二反射式光學元件以反射該照明影像輸出之 該第一反射以做為第二反射；以及 5 一第三反射式光學元件以反射該照明影像輸出之 該第二反射並引導該照明影像輸出以供顯示。 7. —種方法，包括： 將一反射式光學總成之反射式光學元件從一可攜 式位置平移至一可操作位置； 10 接收一輸入以產生一影像； 以一光源照明該影像以產生一照明影像輸出；以及 以該反射式光學總成之該反射式光學元件反射該 照明影像輸出以引導該照明影像輸出以供顯示。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該反射式光學元件 15 以一維持該反射式光學元件之位置的可摺疊支撐結構 從該可攜式位置被平移至該可操作位置。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中反射該照明影像輸 出之步驟包括： 以一第一反射式光學元件反射來自一影像形成元 20 件之照明影像輸出以做為第一反射； 以一第二反射式光學元件反射該照明影像輸出之 該第一反射以做為第二反射；以及 以一第三反射式光學元件反射該照明影像輸出之 該第二反射以引導該照明影像輸出以供顯示。 17 200538848 10.如申請專利範圍第7項之方法，其中反射該照明影像輸 出之步驟包括： 以一第一鏡反射來自一影像形成元件之照明影像 輸出以做為第一反射； 5 以一第二鏡反射該照明影像輸出之該第一反射以 做為第二反射；以及 以一第三鏡反射該照明影像輸出之該第二反射以 引導該照明影像輸出以供顯示。

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