专利名称：黑红背景的影像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种投影系统，尤指一种适用于产生高反差黑红背景的影像显示装置。
背景技术：
近年来各种视听设备蓬勃发展，而其中投影机的改良也日斯月异。目前对于投影机的要求大多集中在放大影像的解析度与亮度，以及影像是否会变形，投影机是否过于笨重等问题。近年来由于微平面显示器及其所搭配的光源有长足进步，再加上本身重量、体积相当轻巧，遂成为投影设备新应用的显示器，若能搭配良好的光学引擎，便可提供相当良好的放大影像。然而，目前所使用的微平面显示器，其光源强度约为3,000lux，而一般太阳光源强度约为60,000至100,000lux，现有的光学引擎并无法有效消除太阳光源所造成的干扰。因此，现有的投影机所提供的放大影像，其边缘会有反白或模糊的现象产生，大幅影响影像品质。因此，目前市场上仍需要一种新的投影装置，能够提供高解析度的影像品质，且可提高影像与背景的反差，不会有影像边缘反白的现象产生。
基于上述原因，发明人本着积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的『黑红背景的影像显示装置』，几经研究实验终至完成此项嘉惠世人的发明。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种黑红背景的影像显示装置，能够提供高解析度的影像品质，且可提高影像与背景的反差，增加暗房效应；同时兼具重量轻、体积小等优点。
本发明的另一目的是在提供一种提高影像与背最反差的方法，可简单消除影像边缘反白的现象产生。
为达成上述的目的，本发明『黑红背景的影像显示装置』，主要包括；一显示单元，以提供影像；一浅蓝色染色折射镜组，是位于该微显示器的一侧，以偏折该显示器所发出的光线，形成一与原影像上下颠倒，左右不变的实像，并改变背景光的颜色；一滤光单元，是位于该微显示器与该浅蓝色染色折射镜组之间，以滤除背景光的部分光线，仅允许波长为475至505nm的光波通过；以及一虚像成像单元，以将经由该折射镜组与滤光单元折射至此的实像转换成虚像；其中该微显示器与该折射镜组成一特定角度Y，Y小于90度，大于0度，且该背景光通过该浅蓝色折色镜组与该滤光单元之后会形成一深黑红色混成光，以提高影像与背景的反差。
本发明亦相关于一种提高影像与背景反差的方法，是于一折射投影系统中，将光源转换形成深黑红色混成光而达成。上述的折射投影系统包含一浅蓝色折射镜组与一滤光单元，是利用该浅蓝色折射镜组与该滤光单元将光源转换形成一深黑红色混成光，其中该滤光单元仅允许波长为475至505nm的光波通过。
由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法中请发明专利。
本发明目的主要是提供一种新的方法与装置，以提高影像与背景的反差。本发明的投影装置主要利用一折射镜组，将大部分环境光偏折至微平面显示器之外，以减少环境光对影像的干扰。但是仍有少部份入射角度小的光线无法利用透镜排除，进而干扰影像，使影像边缘产生反白现象，此种边缘反白现象亦常见于望远镜观测中，目前仍无一良好的解决方法。令人意外的，经发明人深入研究，首次发现若将背景光转换成为深黑红色的混成光，则可大辐提高影像与背景的反差，消除原本影像边缘反白与模糊的现象。因此，本发明主要是利用一浅蓝色的折射镜组搭配绿色滤光单元，将环境光转换成黑红色的混成光，该绿色滤光单元仅允许波长为475至505nm的光波通过。选用绿色滤光单元主要是为了配合微平面显示器光源的波长，约为475nm至525nm；如此，便可将环境光转换为适合微平面显示器的光线，且该混成光不会产生影像边缘反白的现象。此外，由于白天光线较强，所发出的白光接近红光光谱区，而晚上光线昏暗，所发出的光线接近紫光光谱区。因此，若该滤光片选用仅允许紫光通过的滤光片，在白天使用没有问题，但是到了夜晚却无法使用；同样的，若选用红光滤光片，则无法在白天使用。而绿光在光谱上居于中间位置，因此，不会有上述困扰，不管是白天或晚上都可以使用。
本发明所使用的显示单元种类不限，较佳为LCD、L-COS微显示器或DMD微显示器。本发明的浅蓝色染色折射镜组种类不限，主要是用以偏折该反射单元的光线，并同时放大穿透该折射镜组的影像，较佳为浅蓝色染色凸透镜组。本发明的滤光单元种类不限，较佳为一滤光片或一镀于该浅蓝色染色折射镜组的一表面上的滤光膜。本发明的虚像成像单元种类不限，较佳为一凹透镜组或平面镜组。本发明更可视需要在浅蓝色染色折射镜组的一表面上镀有抗反射膜，且该抗反射膜是位于该浅蓝色染色折射镜组与该滤光单元之间。本发明亦可视需要在该浅蓝色染色折射镜组的一表面上镀有消光膜，且该消光膜是位于该浅蓝色染色折射镜组与该虚像成像单元之间。
本投影装置的成像原理如下由该微平面显示器所提供的影像，是经由该折射镜组(凸透镜组)转换形成一倒立放大实像，之后再经由该虚像成像单元(一凹透镜组)转换形成一倒立放大虚像，进入观察者眼中。为了达成所需的成像效果，该显示单元较佳是位于该折射镜组的焦距与两倍焦距之间，如此才可于镜后形成一倒立放大实像；且该折射镜组形成的实像与该虚像成像镜组之间距较佳小于该虚像成像镜组的焦距，如此可于镜后形成一倒立放大虚像。且在本发明中，本发明的该显示单元与该折射镜组成一特定角度，自显示单元的入射光与折射镜组入射面法线形成一夹角Y；且该夹角Y大于0度，小于90度。
图1是本发明黑红背景的影像显示装置的一较佳例示意图；图2是本发明黑红背景的影像显示装置的另一较佳例示意图。
具体实施例方式
为能更了解本发明的技术内容，特举二较佳具体实施例说明如下。
实施例1请参照图1，图1是本发明黑红背景的影像显示装置的一较佳例示意图。本实施例包含一壳体100、一LCOS微显示器110、一浅蓝色凸透镜(折射镜组)120、一绿色滤光片130，以及一凹透镜(虚像成像单元)140；其中该浅蓝色凸透镜120一表面上镀有一抗反射膜，而另一表面上镀有一消光膜。该壳体100开口处恰容置有一凹透镜140，壳体100内置有一LCOS微显示器110，该微显示器110上方有一浅蓝色凸透镜120，且该平面显示器110置于该凸透镜120的焦距与两倍焦距间，并与其成30度角交错；该凸透镜120与该平面显示器110之间置有一绿色滤光片130，且该凸透镜120面对该滤光片130的表面上镀有抗反射膜150，该凸透镜120面对该虚像成像单元140的表面上镀有消光膜160。
由图1所示的光路径可知，该微显示器110所提供的光线(波长为475-500nm)可穿透滤光片130(滤光波长为475-505)，并经由该凸透镜120转换形成一倒立放大实像，之后该倒立放大实像再经由该凹透镜160放大一次，形成一倒立放大虚像，到达观测者眼中。而大部分的环境光是经由该凹透镜160与该凸透镜120偏折至该微平面显示器110之外，而少部分入射角度小的环境光则经由该浅蓝色凸透镜120与该滤光片130滤除，仅允许适合微显示器110的光波通过，形成一深黑红色背景。如此便可将环境光的干扰降至最低，且经实际操作的结果发现，如此的确可产生清晰放大的影像，该影像的边缘不会有反白或模糊的现象产生，影像品质相当良好。
实施例2请参照图2，图2是本发明黑红背景的影像显示装置的另一较佳例示意图。本实施例大致如同实施例1，不同之处在于将该滤光片置换为一滤光膜230，镀于该抗反射膜250的下方。
本实施例的成像原理亦如同实施例1所述。同样地，大部分的环境光是经由该凹透镜160与该凸透镜120偏折至该微平面显示器110之外，而少部分入射角度小的环境光则经由该浅蓝色凸透镜120与该滤光片130滤除，仅允许适合微显示器110的光波通过，形成一深黑红色背景。经实际操作的结果发现，的确可产生清晰放大的影像，该影像的边缘不会有反白或模糊的现象产生，影像品质相当良好。
由上述可知，本发明所提供的黑红背景投影装置，使用一相当良好的折射式光学引擎，不仅可有效放大影像，提供良好的解析度与放大率，同时利用折射镜组与绿色绿光片有效消除环境光的干扰，改善目前投影装置一直无法解决的环境光干扰，以及影像边缘反白的缺点。且本发明选用绿色滤光单元，不论是白天或晚上使用皆可将环境光干扰降低，获得相当良好的影像，实为本技术领域的一大进步。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其不同于现有技术的特征，为『黑红背景的影像显示装置』的一大突破。要说明的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已。
权利要求
1.一种投影系统，其特征在于，主要包括；一显示单元，以提供影像；一浅蓝色染色折射镜组，是位于该微显示器的一侧，以偏折该显示器所发出的光线，形成一与原影像倒立的实像，并改变背景光的颜色；一滤光单元，是位于该微显示器与该浅蓝色染色折射镜组之间，以滤除背景光的部分光线，仅允许波长为475至505nm的光波通过；以及一虚像成像单元，以将经由该折射镜组与滤光单元折射至此的实像转换成虚像；其中该显示单元与该折射镜形成一夹角Y，Y介于0度及90度之间，且该背景光通过该浅蓝色折色镜组与该滤光单元之后会形成一深色混成光，以提高影像与背景的反差。
2.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该显示单元为平面微显示器。
3.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该显示单元为LCO、L-COS微显示器或DMD微显示器。
4.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该浅蓝色染色折射镜组为浅蓝色染色凸透镜组，用以偏折该反射单元的光线，并同时放大穿透该折射镜组的影像。
5.如权利要求4所述的投影系统，其特征在于，所述该显示单元是位于该折射镜组的焦距与雨倍焦距之间。
6.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该滤光单元为一滤光片。
7.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该滤光单元为一滤光膜，其是镀于该浅蓝色染色折射镜组的一表面上。
8.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该浅蓝色染色折射镜组的一表面上镀有抗反射膜，且该抗反射膜是位于该浅蓝色染色折射镜组与该滤光单元之间。
9.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该浅蓝色染色折射镜组的一表面上镀有消光膜，且该消光膜是位于该浅蓝色染色折射镜组与该虚像成像单元之间。
10.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该虚像成像单元为一凹透镜组。
11.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该虚像成像单元为一平面透镜组。
12.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述该自显示单元的入射光与折射镜组入射面法线形成一夹角Y；且该夹角Y大于0度，小于90度。
13.如权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述经该折射镜组形成的实像与该虚像成像镜组之间距小于该虚像成像镜组的焦距。
14.一种提高影像与背景反差的方法，其特征在于，是使用如权利要求1的投影系统，将环境光转换形成深黑红色混成光而达成。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述该折射投影系统包含一浅蓝色折射镜组与一滤光单元，是利用该浅蓝色折射镜组与该滤光单元将光源转换形成一深黑红色混成光，其中该滤先单元仅允许波长为475至505nm的光波通过。
全文摘要
本发明是有关一种投影系统，主要包括；一显示单元，以提供影像；一浅蓝色染色折射镜组，是位于该微显示器的一侧，以偏折该显示器所发出的光线，形成一与原影像上下颠倒，左右不变的实像，并改变背景光的颜色；一滤光单元，是位于该微显示器与该浅蓝色染色折射镜组之间，以滤除背景光的部分光线，仅允许波长为475至505nm的光波通过；以及一虚像成像单元，以将经由该折射镜组与滤光单元折射至此的实像转换成虚像；其中该微显示器与该折射镜组成一特定角度，且该背景光通过该浅蓝色折色镜组与该滤光单元之后会形成一深黑红色混成光，以提高影像与背景的反差。
文档编号G02B5/22GK1570706SQ0314756
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月22日 优先权日2003年7月22日
发明者吕兴增, 胡锦标 申请人:吕兴增, 胡锦标