投影屏幕及应用其的投影系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种投影屏幕及应用其的投影系统。
【背景技术】
[0002]目前搭配于镜头出瞳扫描方式以产生立体影像的投影屏幕多为穿透式。请参照图7，其为现有的穿透式投影屏幕的示意图。此穿透式投影屏幕一般由聚光透镜(FresnelLens) 910、双柱状透镜(Double Lenticular Lens) 920、930与扩散片940所组成。聚光透镜910将投影机(未绘示)所发出的扩散光导成平行光后由柱状透镜920将投影机出瞳成像至扩散片940，柱状透镜930又将扩散片940上的像成像至不同视域。此种方式所面临的问题为聚光透镜910本身在折光时因色相差(ChromaticAberrat1n)而使得不同色光(如:红蓝绿)折射到不同位置，无法呈现在正确的视角上。对于柱状透镜920的成像系统，为维持一定成像品质，光圈值(Fnumber)势必较大，后焦也因此变大，对屏幕厚度造成不利影响。另外，聚光透镜910是由许多微小的面构成的薄透镜，此特征容易与柱状透镜920、930产生叠纹。扩散片940会降低成像品质，使得视角串扰(Crosstalk)变严重。而且扩散片940重复视域的结果导致在屏幕上无可避免的出现视角反转的区域。
【发明内容】
[0003]本发明的一方面提供一种投影屏幕，包含反射镜与多个复合透镜。复合透镜呈阵列排列于反射镜的同一侧。每一复合透镜皆具有第一透镜部与第二透镜部。第一透镜部设置在第二透镜部与反射镜之间。第一透镜部相对反射镜的表面具有第一曲率半径，第二透镜部相对反射镜的表面具有第二曲率半径。第一曲率半径大于第二曲率半径。
[0004]在一或多个实施方式中，反射镜为曲面镜，且复合透镜组合成多个复合透镜单元，呈阵列沿着反射镜排列。
[0005]在一或多个实施方式中，投影屏幕还包含多个位移转动机构，分别连接复合透镜单元，以分别控制复合透镜单元的位置与角度。
[0006]在一或多个实施方式中，投影屏幕还包含多个黑色材料层，分别包覆复合透镜单元的侧壁。
[0007]在一或多个实施方式中，投影屏幕还包含多个黑色材料层，分别置于反射镜与复合透镜之间。每一黑色材料层皆具有一开口，使得部分的反射镜暴露于开口。
[0008]在一或多个实施方式中，反射镜为球面镜。
[0009]在一或多个实施方式中，投影屏幕还包含消色散透镜，置于复合透镜与反射镜之间。
[0010]本发明的另一方面提供一种投影系统，包含投影机与上述的投影屏幕。投影机用以提供多个投影影像。投影影像自复合透镜的第一透镜部进入投影屏幕，被反射镜反射后，自复合透镜的第二透镜部离开。
[0011]在一或多个实施方式中，每一投影影像皆具有多个像素。该些像素的光束分别入射该些复合透镜。
[0012]在一或多个实施方式中，投影影像正向入射复合透镜。
[0013]通过复合透镜，投影机所提供的投影影像能够被投射至不同视域并放大。而反射镜与复合透镜的组合能够减薄投影屏幕整体的厚度，可有效节省元件成本、整体体积与安装空间。另一方面，因第一透镜部与第二透镜部兼具横向方向与纵向方向的放大效果，可不需再设置扩散片，因此能更进一步节省元件成本且减少投影屏幕整体的重量，且亦不会有扩散片所造成的视角串扰与视角反转的问题。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一实施方式的投影系统的立体图。
[0015]图2为图1的区域M的局部放大图。
[0016]图3为图1的投影系统的局部上视图。
[0017]图4为本发明另一实施方式的投影屏幕的剖面图。
[0018]图5为本发明再一实施方式的投影系统的立体图。
[0019]图6为图5的复合透镜单元与转动机构的立体图。
[0020]图7为现有的穿透式投影屏幕的示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]100:投影机240:消色散透镜
[0023]110:出瞳中心250:转动机构
[0024]200:投影屏幕910:聚光透镜
[0025]210:反射镜920、930:柱状透镜
[0026]220:复合透镜940:扩散片
[0027]220u:复合透镜单元1:投影影像
[0028]222:第一透镜部M:区域
[0029]223,225:表面O:光轴
[0030]224:第二透镜部P:光束
[0031]227:侧壁Rl:第一曲率半径
[0032]230、260:黑色材料层 R2:第二曲率半径
[0033]232:开口
【具体实施方式】
[0034]以下将以图式公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式进行绘示。
[0035]请一并参照图1至图3，其中图1为本发明一实施方式的投影系统的立体图，图2为图1的区域M的局部放大图，图3为图1的投影系统的局部上视图。投影系统包含投影机100与投影屏幕200。投影机100用以提供多个投影影像I，在第3图中，不同视域的投影影像I以不同虚线样式表示，而为了清楚起见，第3图仅绘示二视域的投影影像I，投影影像I的数目可视实际情况而定。投影屏幕200包含反射镜210与多个复合透镜220。复合透镜220呈阵列排列于反射镜210的同一侧。每一复合透镜220皆具有第一透镜部222与第二透镜部224。第一透镜部222设置在第二透镜部224与反射镜210之间。第一透镜部222相对反射镜210的表面223具有第一曲率半径Rl，第二透镜部224相对反射镜210的表面225具有第二曲率半径R2。第一曲率半径Rl大于第二曲率半径R2。也就是说，表面223弯曲的程度较表面225轻微。
[0036]在操作上，投影机100提供的投影影像I会自复合透镜220的第一透镜部222进入投影屏幕200，被反射镜210反射后，自复合透镜220的第二透镜部224离开。对于单一复合透镜220而言，部分的投影影像I会自表面223入射而产生折射且聚集。投影影像I接着被反射镜210反射，聚焦且成像在表面223附近后，通过第二透镜部224的表面225而离开，并产生折射且发散。而因第二曲率半径R2小于第一曲率半径R1，亦即第二透镜部224发散投影影像I的程度比第一透镜部222聚集投影影像I的程度高，因此在投影影像I经过投影屏幕200后，视域之间的间距会被放大，且影像本身亦能够被放大。
[0037]本实施方式的投影屏幕200为反射式屏幕。通过复合透镜220，投影机100所提供的投影影像I能够被投射至不同视域并放大。而反射镜210与复合透镜220的组合能够减薄投影屏幕200整体的厚度，其厚度约为第一透镜部222的一半焦距。比起传统的穿透式投影屏幕，本实施方式的投影屏幕200具有较薄的厚度与较低的重量，可有效节省元件成本、整体体积与安装空间。另一方面，因第一透镜部222与第二透镜部224不但可呈现横向方向(即视域的排列方向)的放大效果，在纵向方向亦可实现放大效果。如此一来，即可不需再设置扩散片(其亦具有放大纵向方向影像的效果)，因此能更进一步节省元件成本且减少投影屏幕200整体的重量，且亦不会有扩散片所造成的视角串扰与视角反转的问题。
[0038]请参照图1与图3。在本实施方式中，每一投影影像I皆具有多个像素，像素的光束P分别入射复合透镜220，亦即每一像素皆对应至一复合透镜220。在第3图中，不同像素的光束P以不同线粗表示，而为了清楚起见，第3图仅绘示二像素的光束P，像素的数目可视实际情况而定。因每一像素的光束P的行经方向都有些微不同，因此每一复合透镜220即可分别根据不同的像素作方向的调整，以将每一像素的光束P投影至空间中合适的位置。
[0039]在一或多个实施方式中，投影影像I可正向入射复合透镜