影像重组镜头与投影装置制造方法
【专利摘要】一种影像重组镜头与投影装置，该影像重组镜头用于将影像源所提供的多个沿着排列方向排列的子影像重新排列。影像重组镜头包括沿着排列方向排列的多个透镜组。各子影像分别成像于对应的一个透镜组上。这些透镜组的光轴在排列方向上彼此不对齐。各透镜组的光轴与相邻的透镜组的光轴在垂直于排列方向的一方向上具有偏移量。
【专利说明】影像重组镜头与投影装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镜头及投影装置，且特别涉及一种可将影像重组的镜头及投影装置。
【背景技术】
[0002]传统的投影装置是利用投影镜头将光阀上的影像投射于屏幕上。一般而言，以此方法所投射出的影像的长宽比会与光阀上的影像的长宽比一致。因此，当投影镜头欲投射出一长条形影像时，光阀上的影像也需为长条形。这样一来，光阀的工作区域便有许多面积无法被运用。此外，以此方式投射出的长条形影像的解析度也不高。
[0003]中国台湾专利公开第201219850号揭露一种多影像显像装置，此多影像显像装置包括对称式棱镜阵列、影像处理单元、控制单元及影像显示单元。透过对称式棱镜阵列可将不同的影像分别投射至两屏幕上。另外，美国专利第7832874号揭露配置在陈列架中的第一光学系统及第二光学系统。第一光学系统将投影机投射出的影像的一部分引导至屏幕的背面，而第二光学系统将投影机投射出的影像的另一部分引导至一载物空间。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种影像重组镜头，其可将沿着一排列方向排列的多个子影像重新排列。
[0005]本发明提供一种投影装置，其也可将沿着一排列方向排列的多个子影像重新排列。
[0006]本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0007]为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种影像重组镜头。影像重组镜头用于将影像源所提供的多个沿着排列方向排列的子影像重新排列。影像重组镜头包括沿着排列方向排列的多个透镜组。各子影像分别成像于对应的一个透镜组上。这些透镜组的光轴在排列方向上彼此不对齐。各透镜组的光轴与相邻的透镜组的光轴在垂直于排列方向的一方向上具有一偏移量。
[0008]本发明的一实施例提出一种投影装置。投影装置包括提供影像的影像源以及上述的影像重组镜头。影像重组镜头配置于影像光束的传递路径上。
[0009]基于上述，本发明一实施例的影像重组镜头及投影装置藉由透镜组的光轴在子影像排列方向上不对齐的设计可将子影像光束导往不同方向，进而达到使子影像重新排列的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0011]图1为本发明一实施例的投影装置的俯视示意图。[0012]图2为图1的投影装置的侧视示意图。
[0013]图3表示影像在图1的投影装置中的光路径。
[0014]图4为本发明一实施例的影像重组镜头的立体示意图。
[0015]图5为本发明另一实施例的投影装置的示意图。
[0016]图6示出图5的影像重组镜头。
[0017]【主要元件符号说明】
[0018]100、100A:投影装置
[0019]110:影像源
[0020]112:光阀
[0021]114:投影 镜头
[0022]120:影像重组镜头
[0023]122:透镜组
[0024]122a:第一透镜
[0025]122b:第二透镜
[0026]122c:汇聚透镜
[0027]F:成像部
[0028]I1、12:入光面
[0029]K:偏移部
[0030]L:影像光束
[0031]L1:子影像光束
[0032]01、02:出光面
[0033]S:屏幕
[0034]X:光轴
[0035]x、y、z、Dl:方向
[0036]δ:偏移量
【具体实施方式】
[0037]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0038]图1为本发明一实施例的投影装置的俯视示意图。图2为图1的投影装置的侧视示意图。图3表示出影像在图1的投影装置中的光路径。为了清楚表达，图3以一个透镜代表图1的投影镜头，用多个笑脸图案代表图1的影像源所提供的影像。请参照图1、图2及图3，本实施例的投影装置100包括提供影像光束L的影像源110以及配置于影像光束L的传递路径上的影像重组镜头120。在本实施例中，影像源110例如为投影单元，投影单元包括发出照明光束(未示出)的光源(未示出)、将照明光束转换为影像光束L的光阀112以及将影像光束L投射出的投影镜头114。然而，本发明的影像源不限于产生在投影单元内的光阀112上，在其他实施例中，影像源也可为显示面板或其他形式的影像源。[0039]在本实施例中，影像源110用于将影像光束L分割为沿着排列方向y排列的多个子影像光束LI，而影像重组镜头120用于将影像源110所提供的这些子影像光束LI重新排列。
[0040]图4为本发明一实施例的影像重组镜头的立体示意图。请参照图1、图2、图3及图4，影像重组镜头120包括沿着排列方向y排列的多个透镜组122。各子影像光束LI分别成像于对应的一个透镜组122上。详言之，如图4所示，各透镜组122具有成像部F以及与成像部F连接的偏移部K。这些子影像光束LI的其中之一成像在对应的一个透镜组122的成像部F上，而不成像在偏移部K上。
[0041]请继续参照图1、图2及图3，值得注意的是，这些透镜组122的光轴X在排列方向Y上彼此不对齐，且各透镜组122的光轴X与相邻的透镜组122的光轴X在垂直于排列方向y的方向X上具有偏移量S。由于透镜组122的光轴X在子影像光束LI的排列方向y上彼此不对齐，因此透镜组122可将多个子影像光束LI导往不同方向，进而使子影像光束LI在屏幕S上重新排列。
[0042]在本实施例中，影像重组镜头120可将沿着排列方向I排列的多个子影像光束LI重新排列为沿着与排列方向y垂直的一方向Dl排列的多个子影像光束LI。更进一步地说，透过适当的光学设计，影像重组镜头120可进一步地使这些子影像光束LI相互连接，而构成一幅新的图像。
[0043]举例而言，这些子影像光束LI可分别携带不同区域的局部风景图案，透过影像重组镜头120，这些子影像光束LI可被重新排列且相接，而构成一长条状的环景图像。然而，本发明的影像重组镜头重组子影像的方式不限于上述，透过适当地设计透镜组122的光轴X间的偏移方向及偏移量也可使子影像光束LI以其他方式重新排列。
[0044]在本实施例中，影像重组镜头120放置于投影镜头114与荧幕S之间，且影像重组镜头120的各透镜组122包括第一透镜122a以及第二透镜122b。第一透镜122a以及第二透镜122b配置于对应的一个子影像光束LI的传递路径上。第一透镜122a位于影像源110与第二透镜122b之间。第一透镜122a具有第一入光面Il及第一出光面01。第二透镜122b具有第二入光面12及第二出光面02。在本实施例中,第一入光面Il可为朝靠近影像源110的方向凸起的凸面，第一出光面01可为平面，第二入光面12可为平面，而第二出光面02可为朝远离影像源110的方向凸起的凸面。
[0045]然而，本发明的透镜组中的透镜的形式及配置方式不限于上段所述，透镜组中的透镜的形式及配置方式皆可视实际需求做适当的设计。举例而言，在另一实施例中，第一入光面Il可为平面，第一出光面01可为朝远离影像源110的方向凸起的凸面，第二入光面12可为平面，而第二出光面02可为朝远离影像源110的方向凸起的凸面。在又一实施例中，第一入光面Il可为平面，第一出光面01可为朝远离影像源110的方向凸起的凸面，第二入光面12可为朝靠近影像源110的方向凸起的凸面，而第二出光面02可为平面。在又一实施例中，第一入光面Il可为朝靠近影像源110的方向凸起的凸面，第一出光面01可为平面，第二入光面12可为朝靠近影像源110的方向凸起的凸面，而第二出光面02可为平面。
[0046]请继续参照图1、图2、图3及图4，各透镜组122可进一步包括汇聚透镜122c。汇聚透镜122c配置于对应的一个子影像光束LI的传递路径上。第二透镜122b位于第一透镜122a与汇聚透镜122c之间。汇聚透镜122c可汇聚对应的子影像光束LI，而使子影像光束LI成像在屏幕S上。在本实施例中，汇聚透镜122c可为球面透镜。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，汇聚透镜122c也可为非球面透镜，此非球面透镜可降低子影像光束LI的像差程度，进而提高子影像光束LI在屏幕S上的成像品质。
[0047]在本实施例中，多个透镜组122可为一体成型。换言之，多个透镜组122的第一透镜122a、第二透镜122b、汇聚透镜122c可以是一起制作的。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，汇聚透镜可单独制作而不属于透镜组122。详言之，在其他实施例中，汇聚透镜(未示出)可配置于多个子影像光束LI的传递路径上，而透镜组122位于影像源110与汇聚透镜之间。汇聚透镜可具有一非球面。此非球面可由多个球面连接而成，这些球面的球心可沿着与排列方向I垂直的方向排列。与透镜组122分开制作的汇聚透镜的作用可等效于上述多个汇聚透镜122c加在一起的作用，在此便不再重述之。
[0048]图1的影像重组镜头120包括两个透镜组122。然而，本发明不限定透镜组122的数量，设计者可视欲重新排列的子影像的数量决定透镜组122的数量。以下将以图5及图6为例说明之。图5为本发明另一实施例的投影装置的示意图。图5所示的投影装置100A与图1的投影装置100类似，因此相同的元件以相同的标号表示，二者相异处主要在于透镜组122的数量，二者相同之处便不再重述。图6示出图5的影像重组镜头。请参照图5及图6，举例而言，当欲重新排列3个子影像光束LI时，影像重组镜头120A可包括至少3个透镜组122。类似地，沿着排列方向y排列的3个子影像光束LI可分别通过光轴X在排列方向y上彼此不对齐的3个透镜组122而在屏幕S上重新排列。
[0049]综上所述，本发明一实施例的影像重组镜头及投影装置，藉由透镜组的光轴在子影像排列方向上不对齐的设计可将子影像导往不同方向，进而达到使子影像重新排列的目的。
[0050]虽然本发明已以实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，所以本发明的保护范围以权利要求所界定的为准。再者，说明书中提及的第一透镜、第二透镜等，仅用以表示元件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【权利要求】
1.一种影像重组镜头，用于将一影像源所提供的多个沿着一排列方向排列的子影像重新排列，该影像重组镜头包括: 多个透镜组，沿着该排列方向排列，其中各该子影像分别成像于对应的一个透镜组上，而这些透镜组的光轴在该排列方向上彼此不对齐，且各该透镜组的光轴与相邻的透镜组的光轴在垂直于该排列方向的一方向上具有一偏移量。
2.如权利要求1所述的影像重组镜头，其特征在于，各该透镜组包括: 一第一透镜，配置于其中一对应的子影像光束的传递路径上；以及 一第二透镜，配置于该对应的该子影像光束的传递路径上，且该第一透镜位于该影像源与该第二透镜之间。
3.如权利要求2所述的影像重组镜头，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，该第一出光面为平面，该第二入光面为平面，而该第二出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面。
4.如权利要求2所述的影像重组镜头，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为平面，该第一出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面，该第二入光面为平面，而该第二出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面。
5.如权利要求2所述的影像重组镜头，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为平面，该第一出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面，该第二入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，而该第二出光面为平面。
6.如权利要求2所述的影像重组镜头，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，该第一出光面为平面，该第二入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，而该第二出光面为平面。
7.如权利要求2所述的影像重组镜头，其特征在于，各该透镜组还包括: 一汇聚透镜，配置于其中该对应的该子影像光束的传递路径上，且该第二透镜位于该第一透镜与该汇聚透镜之间。
8.如权利要求1所述的影像重组镜头，还包括: 一汇聚透镜，配置于这些子影像光束的传递路径上，且这些透镜组位于该影像源与该汇聚透镜之间。
9.如权利要求1所述的影像重组镜头，其特征在于，各该透镜组具有一成像部以及与该成像部连接的一偏移部，其中一对应的该子影像成像于该透镜组的该成像部上。
10.一种投影装置，包括: 一影像源，用于将一影像分割为沿着一排列方向排列的多个子影像；以及 一影像重组镜头，配置于这些子影像光束的传递路径上，该影像重组镜头用于将该影像源所提供的这些子影像重新排列，该影像重组镜头包括: 多个透镜组，沿着该排列方向排列，其中各该子影像分别成像于对应的一个透镜组上，而这些透镜组的光轴在该排列方向上彼此不对齐，且各该透镜组的光轴与相邻的透镜组的光轴在垂直于该排列方向的一方向上具有一偏移量。
11.如权利要求10所述的投影装置，其特征在于，各该透镜组包括: 一第一透镜，配置于其中一对应的该子影像光束的传递路径上；以及 一第二透镜，配置于该对应的该子影像光束的传递路径上，且该第一透镜位于该影像源与该第二透镜之间。
12.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，该第一出光面为平面，该第二入光面为平面，而该第二出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面。
13.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为平面，该第一出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面，该第二入光面为平面，而该第二出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面。
14.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为平面，该第一出光面为朝远离该影像源的方向凸起的凸面，该第二入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，而该第二出光面为平面。
15.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该第一透镜具有一第一入光面及一第一出光面，该第二透镜具有一第二入光面及一第二出光面，其中该第一入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，该第一出光面为平面，该第二入光面为朝靠近该影像源的方向凸起的凸面，而该第二出光面为平面。
16.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，各该透镜组还包括: 一汇聚透镜，配置于其中一对应的该子影像光束的传递路径上，且该第二透镜位于该第一透镜与该汇聚透镜之间。
17.如权利要求10所述的投影装置，还包括: 一汇聚透镜，配置于这些子影像光束的传递路径上，且这些透镜组位于该影像源与该汇聚透镜之间。
18.如权利要求10所述的投影装置，其特征在于，各该透镜组具有一成像部以及与该成像部连接的一偏移部 ，其中一对应的该子影像成像于该透镜组的该成像部上。
19.如权利要求10所述的投影装置，其特征在于，该影像源包括一投影镜头，其中该影像重组镜头设置于该投影镜头与一荧幕之间。
【文档编号】G03B21/14GK103926675SQ201310012585
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月14日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】蔡志贤, 蔡威弘, 周泓志 申请人:扬明光学股份有限公司