投影屏幕及應(yīng)用其的投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種投影屏幕及應(yīng)用其的投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前搭配于鏡頭出瞳掃描方式以產(chǎn)生立體影像的投影屏幕多為穿透式。請參照圖7，其為現(xiàn)有的穿透式投影屏幕的示意圖。此穿透式投影屏幕一般由聚光透鏡(FresnelLens) 910、雙柱狀透鏡(Double Lenticular Lens) 920、930與擴散片940所組成。聚光透鏡910將投影機(未繪示)所發(fā)出的擴散光導(dǎo)成平行光后由柱狀透鏡920將投影機出瞳成像至擴散片940，柱狀透鏡930又將擴散片940上的像成像至不同視域。此種方式所面臨的問題為聚光透鏡910本身在折光時因色相差(ChromaticAberrat1n)而使得不同色光(如:紅藍綠)折射到不同位置，無法呈現(xiàn)在正確的視角上。對于柱狀透鏡920的成像系統(tǒng)，為維持一定成像品質(zhì)，光圈值(Fnumber)勢必較大，后焦也因此變大，對屏幕厚度造成不利影響。另外，聚光透鏡910是由許多微小的面構(gòu)成的薄透鏡，此特征容易與柱狀透鏡920、930產(chǎn)生疊紋。擴散片940會降低成像品質(zhì)，使得視角串?dāng)_(Crosstalk)變嚴重。而且擴散片940重復(fù)視域的結(jié)果導(dǎo)致在屏幕上無可避免的出現(xiàn)視角反轉(zhuǎn)的區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一方面提供一種投影屏幕，包含反射鏡與多個復(fù)合透鏡。復(fù)合透鏡呈陣列排列于反射鏡的同一側(cè)。每一復(fù)合透鏡皆具有第一透鏡部與第二透鏡部。第一透鏡部設(shè)置在第二透鏡部與反射鏡之間。第一透鏡部相對反射鏡的表面具有第一曲率半徑，第二透鏡部相對反射鏡的表面具有第二曲率半徑。第一曲率半徑大于第二曲率半徑。
[0004]在一或多個實施方式中，反射鏡為曲面鏡，且復(fù)合透鏡組合成多個復(fù)合透鏡單元，呈陣列沿著反射鏡排列。
[0005]在一或多個實施方式中，投影屏幕還包含多個位移轉(zhuǎn)動機構(gòu)，分別連接復(fù)合透鏡單元，以分別控制復(fù)合透鏡單元的位置與角度。
[0006]在一或多個實施方式中，投影屏幕還包含多個黑色材料層，分別包覆復(fù)合透鏡單元的側(cè)壁。
[0007]在一或多個實施方式中，投影屏幕還包含多個黑色材料層，分別置于反射鏡與復(fù)合透鏡之間。每一黑色材料層皆具有一開口，使得部分的反射鏡暴露于開口。
[0008]在一或多個實施方式中，反射鏡為球面鏡。
[0009]在一或多個實施方式中，投影屏幕還包含消色散透鏡，置于復(fù)合透鏡與反射鏡之間。
[0010]本發(fā)明的另一方面提供一種投影系統(tǒng)，包含投影機與上述的投影屏幕。投影機用以提供多個投影影像。投影影像自復(fù)合透鏡的第一透鏡部進入投影屏幕，被反射鏡反射后，自復(fù)合透鏡的第二透鏡部離開。
[0011]在一或多個實施方式中，每一投影影像皆具有多個像素。該些像素的光束分別入射該些復(fù)合透鏡。
[0012]在一或多個實施方式中，投影影像正向入射復(fù)合透鏡。
[0013]通過復(fù)合透鏡，投影機所提供的投影影像能夠被投射至不同視域并放大。而反射鏡與復(fù)合透鏡的組合能夠減薄投影屏幕整體的厚度，可有效節(jié)省元件成本、整體體積與安裝空間。另一方面，因第一透鏡部與第二透鏡部兼具橫向方向與縱向方向的放大效果，可不需再設(shè)置擴散片，因此能更進一步節(jié)省元件成本且減少投影屏幕整體的重量，且亦不會有擴散片所造成的視角串?dāng)_與視角反轉(zhuǎn)的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一實施方式的投影系統(tǒng)的立體圖。
[0015]圖2為圖1的區(qū)域M的局部放大圖。
[0016]圖3為圖1的投影系統(tǒng)的局部上視圖。
[0017]圖4為本發(fā)明另一實施方式的投影屏幕的剖面圖。
[0018]圖5為本發(fā)明再一實施方式的投影系統(tǒng)的立體圖。
[0019]圖6為圖5的復(fù)合透鏡單元與轉(zhuǎn)動機構(gòu)的立體圖。
[0020]圖7為現(xiàn)有的穿透式投影屏幕的示意圖。
[0021]附圖標記說明:
[0022]100:投影機240:消色散透鏡
[0023]110:出瞳中心250:轉(zhuǎn)動機構(gòu)
[0024]200:投影屏幕910:聚光透鏡
[0025]210:反射鏡920、930:柱狀透鏡
[0026]220:復(fù)合透鏡940:擴散片
[0027]220u:復(fù)合透鏡單元1:投影影像
[0028]222:第一透鏡部M:區(qū)域
[0029]223,225:表面O:光軸
[0030]224:第二透鏡部P:光束
[0031]227:側(cè)壁Rl:第一曲率半徑
[0032]230、260:黑色材料層 R2:第二曲率半徑
[0033]232:開口
【具體實施方式】
[0034]以下將以圖式公開本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務(wù)上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實務(wù)上的細節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務(wù)上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些現(xiàn)有慣用的結(jié)構(gòu)與元件在圖式中將以簡單示意的方式進行繪示。
[0035]請一并參照圖1至圖3，其中圖1為本發(fā)明一實施方式的投影系統(tǒng)的立體圖，圖2為圖1的區(qū)域M的局部放大圖，圖3為圖1的投影系統(tǒng)的局部上視圖。投影系統(tǒng)包含投影機100與投影屏幕200。投影機100用以提供多個投影影像I，在第3圖中，不同視域的投影影像I以不同虛線樣式表示，而為了清楚起見，第3圖僅繪示二視域的投影影像I，投影影像I的數(shù)目可視實際情況而定。投影屏幕200包含反射鏡210與多個復(fù)合透鏡220。復(fù)合透鏡220呈陣列排列于反射鏡210的同一側(cè)。每一復(fù)合透鏡220皆具有第一透鏡部222與第二透鏡部224。第一透鏡部222設(shè)置在第二透鏡部224與反射鏡210之間。第一透鏡部222相對反射鏡210的表面223具有第一曲率半徑Rl，第二透鏡部224相對反射鏡210的表面225具有第二曲率半徑R2。第一曲率半徑Rl大于第二曲率半徑R2。也就是說，表面223彎曲的程度較表面225輕微。
[0036]在操作上，投影機100提供的投影影像I會自復(fù)合透鏡220的第一透鏡部222進入投影屏幕200，被反射鏡210反射后，自復(fù)合透鏡220的第二透鏡部224離開。對于單一復(fù)合透鏡220而言，部分的投影影像I會自表面223入射而產(chǎn)生折射且聚集。投影影像I接著被反射鏡210反射，聚焦且成像在表面223附近后，通過第二透鏡部224的表面225而離開，并產(chǎn)生折射且發(fā)散。而因第二曲率半徑R2小于第一曲率半徑R1，亦即第二透鏡部224發(fā)散投影影像I的程度比第一透鏡部222聚集投影影像I的程度高，因此在投影影像I經(jīng)過投影屏幕200后，視域之間的間距會被放大，且影像本身亦能夠被放大。
[0037]本實施方式的投影屏幕200為反射式屏幕。通過復(fù)合透鏡220，投影機100所提供的投影影像I能夠被投射至不同視域并放大。而反射鏡210與復(fù)合透鏡220的組合能夠減薄投影屏幕200整體的厚度，其厚度約為第一透鏡部222的一半焦距。比起傳統(tǒng)的穿透式投影屏幕，本實施方式的投影屏幕200具有較薄的厚度與較低的重量，可有效節(jié)省元件成本、整體體積與安裝空間。另一方面，因第一透鏡部222與第二透鏡部224不但可呈現(xiàn)橫向方向(即視域的排列方向)的放大效果，在縱向方向亦可實現(xiàn)放大效果。如此一來，即可不需再設(shè)置擴散片(其亦具有放大縱向方向影像的效果)，因此能更進一步節(jié)省元件成本且減少投影屏幕200整體的重量，且亦不會有擴散片所造成的視角串?dāng)_與視角反轉(zhuǎn)的問題。
[0038]請參照圖1與圖3。在本實施方式中，每一投影影像I皆具有多個像素，像素的光束P分別入射復(fù)合透鏡220，亦即每一像素皆對應(yīng)至一復(fù)合透鏡220。在第3圖中，不同像素的光束P以不同線粗表示，而為了清楚起見，第3圖僅繪示二像素的光束P，像素的數(shù)目可視實際情況而定。因每一像素的光束P的行經(jīng)方向都有些微不同，因此每一復(fù)合透鏡220即可分別根據(jù)不同的像素作方向的調(diào)整，以將每一像素的光束P投影至空間中合適的位置。
[0039]在一或多個實施方式中，投影影像I可正向入射復(fù)合透鏡