[发明专利]光学系统与投影机

说明书

技术领域

本发明涉及光学系统，尤其是涉及一种光学系统与运用该光学系统的一投影机。

背景技术

通常，投影机会产生一影像来源，并运用一投影镜头将对应的图像投射至一投影屏幕。在某些情形中，投影机的摆设可能会偏离投影屏幕的中心轴。请参考图1a、图1b所示的范例，投影机100摆置于一平面110。此时，由于不适当的摆置方式，投影机100所输出的部分投射光线将会被平面110所遮蔽。因此，投影机100需被摆置至一倾斜角度，才能避免投射光线被遮蔽，但却会因此使得投影机100的摆置位置偏离投影屏幕120的中心轴。这种情形为倾斜投影，将可能会导致投射至投影屏幕120的影像有着梯形状的几何失真。一般来说，这种失真称作梯形失真(keystone distortion)。

为了消除这种失真，传统上会运用数字或光学的方式来进行失真校正。数字的失真校正方法是在影像被投射至投影屏幕之前，先对影像进行缩放/压缩的演算。压缩演算将会对整张图像中几何形状中不匀称的部分进行压缩，以使得梯形状的失真部分得以恢复至匀称的矩形状。然而，这种失真会带来不理想的侧边效应(side effects)，使影像的分辨率降低，进而造成投影屏幕上的投射影像的影像品质低落。

光学的失真校正较常使用于液晶类型的投影机，这种失真校正方式是利用额外的移动机构来对投影镜头进行水平或垂直的移动，以避免光线遮蔽的情形。光学的失真校正可在不降低影像分辨率的情形下，提供较好的梯形失真校正效果；然而，由于投影镜头需要额外的移动机构元件，会使得投影镜头与投影机整体的体积增加。

显然，传统的梯形失真校正方式中仍有许多存有问题亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种以光学方式来校正因倾斜投影所导致的梯形失真的概念。本发明所提供的概念，不须增添额外的元件，故不会增加投影机或投影镜头的体积。

本发明是将传统旋转对称的投影镜片水平地对半切割以制成本发明光学系统的透镜元件。之后，再将一镜面置于本发明的透镜元件的底部，进而形成一光学系统。本发明所提供的这种光学系统有着偏移投射(offsetprojection)的效果，故可维持其输出光线被投射至高于特定水平位准的区域。

本发明也将对半切割所制成的半镜片所组成的光学系统，运用于投影机中。由于这种光学系统仅有传统投影机中的投影镜头的一半大小，所以运用本发明的光学系统的投影机可拥有比传统投影机更轻薄的重量与机身。

依据本发明的一实施例，其是提供一种光学系统。该光学系统包含：一反射层与一透镜组。该透镜组包含有多个透镜元件，设置于该反射层上。每一透镜元件具有一截面、面向一物方的一光入射面、以及面向一像方的一光发射面，其中每一透镜元件的该截面位于该光入射面与该光发射面之间。此外，每一透镜元件的形状实质上相同于一旋转对称的透镜的一半，以及每一透镜元件的该截面接触于该反射层。

依据本发明的一实施例，其提供一种投影机。该投影机包含：一投影模块与一光学系统。该投影模块用以产生对应于一欲投影图像的一输出光线。该光学系统用以引导该输出光线，使其成像于实质上高于一基准线的一区域。该光学系统包含：一反射层与一透镜组。该反射层沿着该基准线而设置。该透镜组包含有多个透镜元件，并设置于该反射层上。每一透镜元件具有一截面、面向一物方的一光入射面、以及面向一像方的一光发射面。再者，每一透镜元件的该截面位于该光入射面与该光发射面之间。每一透镜元件的形状实质上相同于一旋转对称的透镜的一半，以及每一透镜元件的该截面接触于该反射层

因此，在大多数的情形下，由于本发明的投影机可避免其所输出的投影光线被遮蔽，所以不会发生倾斜投影的情形，故本发明的投影机的摆置位置也不需偏离投影屏幕的中心轴。

附图说明

图1a、图1b为一概念图用以解释发生于传统投影机的倾斜投影的情形；

图2为依据本发明的一实施例所绘示的光学系统；

图3为依据本发明的一实施例所绘示的投影机；

图4为依据本发明的另一实施例所绘示的投影机。

主要元件符号说明

100、300                    投影机

110                         平面

120                         投影屏幕

200                         光学系统

210                         透镜组