专利名称：反射成像系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种成像系统，特别是关于一种反射成像系统。
背景技术：
传统上，投影机(projector)常被使用于会议、商业演示文稿及教育训
练。近年来，成像模组与显示器的技术突飞猛进，例如液晶显示投影机、 数字光学处理投影机(Digital Light Processing, DLP)或硅上液晶投影机 (Liquid Crystal on Silicon, LC0S)等等，所以结合成像模组与显示器的 产品逐渐应用于各式各样的领域，例如家庭剧院、头盔显示器、小型便携 式显示器及抬头显示器(Head-Up Display, HUD)等。
已知的投影显示器通常是投影于具散射反射(diffusive reflection) 特性的反射面或屏幕，所以其应用受到局限。
抬头显示器起源于航空技术，而已知的航空用抬头显示器结构非常复 杂，体积庞大，且设定位置与放大率固定，无法调整，价格也相当昂贵。
随着科技的进步，目前抬头显示器已逐渐普及于汽车应用，但已知的 车用抬头显示器以直视型显示器为影像源，亮度较低。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种反射成像系统，其包括 一导光管(light guide),可使来自光源的入射光照射至影像面板(image panel)的光损失较小且具较高的方向性，所以观看者看到的影像亮度较强； 并且可使来自光源的入射光均匀照射至影像面板，所以观看者看到的影像亮度较均匀，影像品质较佳。
本发明的另一目的在于提供一种反射成像系统，其包括一散射片
(diffusive film),用以使光源的入射光均匀照射至影像面板。
本发明的又一目的在于提供一种反射成像系统，其包括一成像光学模 组，用以使成像系统的设计更具效率与弹性，可由移动或调变成像光学模 组来调整影像的放大率。
本发明的再一目的在于提供一种反射成像系统，其包括一可控制光圈 (controllable diaphragm),用以调整影像的亮度。
本发明的再一目的在于提供一种反射成像系统，其包括单一影像面板 及多组分离的光源与导光管以增加成像系统的设计弹性。
本发明的再一目的在于提供一种反射成像系统，其包括以一背光模组 照明部分影像面板而为直视型显示影像，而部分面板则仍以光源与导光管 照亮后以虚像成像，用以增加成像系统的设计弹性与应用领域。
本发明的再一目的在于提供一种反射成像系统，其采用反射式 (reflective)影像面板，且其包括一分光器(beam splitter)，由分光器把 影像面板上的影像投射至具有至少部分镜面反射(specular reflection)特 性的一表面以虚像成像。
本发明的再一 目的在于提供一种反射成像系统，可应用于室内任何具 镜面或部分镜面反射的表面，例如镜子、玻璃或压克力所制的牌匾护罩、 玻璃门、玻璃窗、压克力门或压克力窗。
本发明的再一目的在于提供一种反射成像系统，可应用于车辆任何具 镜面或部分镜面反射的表面，例如前挡风玻璃、后挡风玻璃、照后镜、后 视镜或一可控制其升起及盖下的具至少部分镜面反射性质的透明板。
为了达到上述目的，本发明的反射成像系统包括至少一光源；至少 一导光管，其设于光源前方； 一影像面板，其设于导光管前方；具有至少 部分镜面反射特性的一表面，其中，光源发出的光经由导光管照射至影像面板，把影像面板上的一影像投射至该表面再反射至一观看者。
由上所述，本发明的反射成像系统的功效包括l.可降低成像装置的 成本；2.提高成像装置的亮度等光学性能；3.减少成像装置的尺寸与重量; 4.增加成像装置的放大率等调变性；5.增加成像装置的设计弹性，例如可
设计成复合型装置；6.增加成像装置的应用领域。
图l是本发明一实施例的一反射成像系统的应用示意图2A是本发明实施例的导光管的侧视示意图一；
图2B是本发明实施例的导光管的侧视示意图二；
图3A是本发明实施例的反射成像系统的部分示意图一；
图3B是本发明实施例的反射成像系统的部分示意图二；
图3C是本发明实施例的反射成像系统的部分示意图三。
附图标号-
2、 22、 24光源
4、 42、 44、 46、 48导光管
422、 442入光面
424、 444出光面
6、 62、 64影像面板
8表面
10、 102影像
12观看者
14虚像
16散射片
18成像光学模组
19可控制光圈30背光模组 50分光器
具体实施例方式
详细说明如下，所述较佳实施例仅做一说明而非用以限定本发明。 图1是本发明一实施例的一反射成像系统的应用示意图，反射成像系
统包括 一光源2; —导光管4; 一影像面板6;及具有至少部分镜面反射
特性的一表面8。光源2发出的光经由导光管4照射至影像面板6，把影像 面板6上的一影像10投射至表面8，再反射至一观看者12，形成观看者12 可看见的一虚像(virtual image) 14。
在一实施例中，影像IO与虚像14可为黑白、单色、复彩或全彩。 在一实施例中，光源2可为发光二极管(Light Emitting Diode, LED)、 雷射二极管(Laser Diode， LD)、白炽灯泡或卤素灯泡。
对此技术具有通常知识者当可了解，本发明的反射成像系统可包括许 多不同的光学元件或光学模组以增进系统的设计或操作弹性以及成像品 质；例如，在一实施例中，请继续参考图l，本发明的反射成像系统可更包 括一散射片16，其设于导光管4与影像面板6之间，用以使光源2的入射 光均匀照射至影像面板6，散射片16可为一雾面玻璃、 一雾面塑料、或具 表面微结构的一光栅或透光元件；在另一实施例中，请继续参考图l，本发 明的反射成像系统也可更包括一成像光学模组18,其设于影像面板6与表 面8之间，用以使反射成像系统的设计更具效率与弹性，例如可由移动或 调变成像光学模组18来调整影像10的放大率，在一实施例中，成像光学 模组18可为一透镜、 一透镜组或一可变焦镜头；此外，在另一实施例中， 请继续参考图1，本发明的反射成像系统也可更包括一可控制光圈19，其 设于成像光学模组18与表面8之间，用以调整虚像14的亮度，或用以在 不使用此反射成像系统时关闭，以隔绝外界尘粒污染或防止外界光入射聚焦回影像面板6。
在一实施例中，导光管可为一中空导管，请参考图2A，图2A是本发明 一实施例的一导光管42的侧视示意图，导光管42为中空导管，来自光源 的光由入光面422入射，经多次反射后由出光面424照射至影像面板，在 另一实施例中，导光管42的内表面更可镀有一高反射率薄膜。
请参考图2A，在一实施例中，导光管42可为渐变型，如图所示，出光 面424的面积大于入光面422的面积。
在一实施例中，导光管可为一实心导光管，请参考图2B，图2B是本发 明一实施例的一导光管44的侧视示意图，导光管44为一实心导光管，来 自光源的光由入光面442入射，经多次反射后由出光面444照射至影像面 板；在一实施例中，导光管44具有粗化的出光面444，且导光管44的材质 可为玻璃、塑料或液体；并且，导光管44可为一光纤(fiberO或一光纤束 (fiber bundle)。
因此，本发明的反射成像系统的特征之一是具有导光管，其优点包括 l.使来自光源的入射光照射至影像面板的光损失较小且具较高的方向性， 所以观看者看到的影像亮度较强；2.使来自光源的入射光均匀照射至影像 面板，所以观看者看到的影像亮度较均匀，影像品质较佳。
在一实施例中，本发明的反射成像系统可采用单一影像面板及多组分 离的光源与导光管以增加反射成像系统的设计弹性，请参考图3A，图3A是 本发明一实施例的一反射成像系统的部分示意图，反射成像系统包括单一 影像面板6及两组分离的光源22、 24与导光管46、 48。
在前述实施例中，影像面板6为穿透式(transmissive)影像面板，但 本发明不限于此，请参考图3B，图3B是本发明一实施例的一反射成像系统 的部分示意图，反射成像系统釆用单一影像面板62，以背光模组30照明部 分影像面板62而为直视型显示影像102，部分面板62则仍以光源2与导光 管4照亮后，以成像光学模组18投射并以虚像成像，此设计可增加反射成像系统的设计弹性与应用领域。
在另一实施例中，本发明的反射成像系统釆用反射式影像面板，请参 考图3C，图3C是本发明一实施例的一反射成像系统的部分示意图，反射成
像系统包括一反射式影像面板64及一分光器50，光源2发出的光经由导光 管4照射至分光器50，由分光器50反射后照射至影像面板64，由影像面 板64反射后再透射分光器50,经由成像光学模组18投射至具有至少部分 镜面反射特性的表面8以虚像成像。
因此，本发明的反射成像系统可应用于室内任何具镜面或部分镜面反 射的表面，请参考图1与图3C，表面8可为镜子、玻璃或压克力所制的牌 匾护罩、玻璃门、玻璃窗、压克力门或压克力窗。
而且，本发明的反射成像系统也可应用于车辆任何具镜面或部分镜面 反射的表面，请参考图1与图3C，表面8可为前挡风玻璃、后挡风玻璃、 照后镜、后视镜或一可控制其升起及盖下的具至少部分镜面反射性质的透 明板。例如把各种仪表的讯息直接投射到驾驶员视线内的挡风玻璃，使驾 驶员不必低头察看仪表盘，驾驶员可随时接收及掌握车况及行车环境的讯 息，不但可增加驾驶员开车的舒适性，且可加快驾驶员对车况及环境的反 应速度以增进行车安全。
综上所述，本发明的反射成像系统的优点包括l.可降低成像装置的 成本；2.提高成像装置的亮度等光学性能；3.减少成像装置的尺寸与重量； 4.增加成像装置的放大率等调变性；5.增加成像装置的设计弹性，例如可 设计成复合型装置；6.增加成像装置的应用领域。
虽然本发明己以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本 领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组 件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本 专利涵盖之范畴。
权利要求
1. 一种反射成像系统，其特征在于该系统包含-至少一光源；至少一导光管，其设于该光源前方； 一影像面板，其设于该导光管前方；具有至少部分镜面反射特性的一表面，其中，该光源发出的光经由该 导光管照射至该影像面板，把该影像面板上的一影像投射至该表面再反射 至一观看者。
2. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该影像为黑白、 单色、复彩或全彩。
3. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该光源为发光二 极管、雷射二极管、白炽灯泡或卤素灯泡。
4. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该系统更包含一 散射片，其设于该导光管与该影像面板之间。
5. 如权利要求4所述的反射成像系统，其特征在于该散射片为一雾 面玻璃、 一雾面塑料、或具表面微结构的一光栅或透光元件。
6. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该系统更包含一 成像光学模组，其设于该影像面板与该表面之间，并可由移动或调变该成 像光学模组来调整该影像的放大率。
7. 如权利要求6所述的反射成像系统，其特征在于该成像光学模组 为一透镜、 一透镜组或一可变焦镜头。
8. 如权利要求6所述的反射成像系统，其特征在于该系统更包含一 可控制光圈，其设于该成像光学模组与该表面之间。
9. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该导光管为一中 空导管。
10. 如权利要求9所述的反射成像系统，其特征在于该导光管的内表 面镀有一高反射率薄膜。
11. 如权利要求l所述的反射成像系统，其特征在于该导光管为渐变 型，其出光面的面积大于其入光面的面积。
12. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该导光管为一实 心导光管。
13. 如权利要求12所述的反射成像系统，其特征在于该导光管具有 一粗化的出光面。
14. 如权利要求12所述的反射成像系统，其特征在于该导光管的材 质为玻璃、塑料或液体。
15. 如权利要求12所述的反射成像系统，其特征在于该导光管为一 光纤或一光纤束。
16. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于包含两组分离的 该光源与该导光管。
17. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于更包含一背光模 组，其照明部分该影像面板而为直视型显示影像。
18. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该影像面板为穿 透式影像面板。
19. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该影像面板为反 射式影像面板，且该反射成像系统更包含一分光器，其设于该导光管与该 影像面板之间，该光源发出的光经由该导光管照射至该分光器，由该分光 器反射后照射至该影像面板，由该影像面板反射后再透射该分光器，把该 影像面板上的该影像投射至该表面。
20. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该表面为室内的 具有至少部分镜面反射特性的一表面。
21. 如权利要求20所述的反射成像系统，其特征在于该表面为镜子、玻璃或压克力所制的牌匾护罩、玻璃门、玻璃窗、压克力门或压克力窗。
22. 如权利要求1所述的反射成像系统，其特征在于该表面为车辆的具有至少部分镜面反射特性的一表面。
23. 如权利要求22所述的反射成像系统，其特征在于该表面为前挡风玻璃、后挡风玻璃、照后镜、后视镜或一可控制其升起及盖下的具至少 部分镜面反射性质的透明板。
全文摘要
本发明为一种反射成像系统，该系统包括至少一光源；至少一导光管，其设于光源前方；一影像面板，其设于导光管前方；及具有至少部分镜面反射特性的一表面。其中，光源发出的光经由导光管照射至影像面板，把影像面板上的一影像投射至该表面再反射至一观看者，形成观看者可看见的一虚像。本发明的导光管可使来自光源的入射光照射至影像面板的光损失较小且具较高的方向性，所以观看者看到的影像亮度较强；并且可使来自光源的入射光均匀照射至影像面板，所以观看者看到的影像亮度较均匀，影像品质较佳。
文档编号G02B1/10GK101311769SQ20071010551
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者陈政寰 申请人:创盟科技股份有限公司