專利名稱：投影顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種投影顯示裝置，特別是一種利用具有凹陷部入光面的楔 形板來縮小裝置尺寸及調(diào)整影像失真的投影顯示裝置。
背景技術(shù)：
請同時參閱圖1A及圖1B，所示分別為現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示裝置示意圖以 及根據(jù)圖1A的入光面放大示意圖?，F(xiàn)有的投影顯示裝置是由楔形板1利用波 導(dǎo)(wave-guide)的全反射，將影像光線投射到影像呈像區(qū)2，由于光折射以 及鏡頭的成像長度關(guān)系，楔形板1需要一個延展區(qū)3來輔助光線折射，使得影 像在影像呈像區(qū)2呈現(xiàn)；因此，延展區(qū)3存在的必要性造成整個投影顯示裝置 尺寸非常的大，對觀看者來說非常的不便；在現(xiàn)有的投影顯示裝置中，投影單 元5將影像投射至楔形板1中顯示，其中，現(xiàn)有的投影顯示裝置入光面4為平 面結(jié)構(gòu)，因此，來自投影單元5的影像光線需相當(dāng)長的距離才能在影像呈像區(qū) 2中顯示。請參閱圖1C，圖1C為現(xiàn)有的投影顯示裝置入射影像行進軌跡的示 意圖。當(dāng)影像入射至具有平面入光面4的楔形板1時，影像光線沿著z軸(代 表楔形板1的長度)前進，需相當(dāng)長的距離才會在x方向(放大倍率)達到所 需的放大倍數(shù)。因此，為達呈現(xiàn)52吋的影像，利用具有平面入光面4的楔形 板1的整體長度需為1700毫米。又， 一般投影顯示裝置是設(shè)計為正對于屏幕， 因此當(dāng)投影顯示裝置未正對于屏幕時(例如仰角)，大角度的投影影像會呈現(xiàn) 影像變形的狀況，請參閱圖3A，圖3A為現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示裝置的梯形失真 畫面。通常在屏幕20上呈現(xiàn)的失真畫面21的頂端會較底端為寬(keystone distortion,稱之為梯形失真)，造成梯形失真的原因是因為當(dāng)投影裝置未正對 屏幕，再加上仰角的影響，投射至屏幕20上方的光線與下方的光線所行走距 離不一所導(dǎo)致。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明目的之一是在于提供一種投影顯示裝置，其是 利用在楔形板的入光面設(shè)置一凹陷部，可有效縮短影像光線行進的距離，即可 在不改變呈像尺寸的狀況下，縮短楔形板的長度，進而縮小投影顯示裝置的體 積尺寸大小。本發(fā)明目的之一是在于提供一種投影顯示裝置，其是利用凹陷部針對不同 部分的影像做不同的放大效果，使各部位的影像達到相同的放大倍率，以補償 光路徑不等長所產(chǎn)生的影像變形，修正影像梯形失真。本發(fā)明目的之一是在于提供一種投影顯示裝置，其是用入光面的凹陷部透 過光折射原理，有效縮短影像光線行進的距離，并增加單位長度的影像放大倍 數(shù)。本發(fā)明的再一目的是在于提供一種投影顯示裝置，由于入光面的材質(zhì)是為 塑膠材質(zhì)，價格十分低廉，制造加工簡易，可依照不同用途、不同尺寸的投影 機規(guī)格，做不同形狀及曲率的凹陷部，增加產(chǎn)品競爭力。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種投影顯示裝置，是根據(jù)欲呈現(xiàn)的畫面 特性，將楔形板的入光面的凹陷部設(shè)計為曲面、錐面或不規(guī)則面；透過光折射 原理，有效減少影像光線在楔形板中折射所需的距離，且呈像大小不變，進而 可降低投影顯示裝置的尺寸大??；另外，入光面的凹陷部也可對不同部分的影 像做不同的放大效果，修正梯形失真。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā) 明的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1A為現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示裝置示意圖。 圖1B為根據(jù)圖1A的入光面放大示意圖。圖1C為現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示裝置入射影像光線軌跡的示意圖。 圖2A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝置示意圖。圖2B為根據(jù)圖2A的入光面放大示意圖。圖2C為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝置入射影像光線軌跡的示意圖。圖3A為現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示裝置的梯形失真畫面。圖3B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝置修正后的投影畫面。
具體實施方式
以下是以一較佳實施例來說明本發(fā)明的一實施例的投影顯示裝置。請同時參閱圖2A及圖2B，所示分別為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝 置示意圖以及根據(jù)圖2A的入光面放大示意圖。在此實施例中，投影顯示裝置 是包含一楔形板10及一投影單元14，投影單元14是用以將影像光線投射至 楔形板10中顯示，其中，楔形板10包含一影像呈像區(qū)11及一延展區(qū)12，影 像呈像區(qū)11是用以將來自投影單元14的影像光線投射呈現(xiàn)于屏幕上，而延展 區(qū)12，是用以輔助影像光線折射，其中，延展區(qū)12具有一入光面15及一出 光面16，入光面15具有一凹陷部13 ，用以接收投自投影單元14的影像光線， 而出光面16是連接影像呈像區(qū)11;以及一屏幕(圖中未示)，是設(shè)置于影像 呈像區(qū)11反射影像光線的路徑上，用以顯示影像。根據(jù)光線追跡公式nu =nu—yv，其中n與n分別為空氣與楔形板10的 折射率，u與u為光線與介質(zhì)的角度，y為離光軸的高度，V為界面上的曲率； 當(dāng)入光面15為一凹面時，其V值為負(fù)值，所以nu值變大，而n為定值，所以u 變大，可以理解的，當(dāng)光傳播的角度變大時，光線到達一定放大倍率所需傳播 的距離就，減少。請參閱圖2C，為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝置入射 影像光線軌跡的示意圖。在此實施例中，當(dāng)影像光線入射至入光面15的凹陷 部13時，影像光線沿著z軸(代表楔形板10的長度)前進，只需些許的距離 即會在x方向(放大倍率)達到所需的放大倍數(shù)。請再次參閱圖2A，由于入射的影像光線透過入光面15的凹陷部13大角 度折射，于楔形板10中僅需少許的折射距離即可將影像光線傳導(dǎo)至影像呈像 區(qū)11中呈現(xiàn)，因此可大幅縮短延展區(qū)12的長度，進而縮小投影顯示裝置的體 積尺寸大小。在此實施例中，為呈現(xiàn)52吋的影像，使用具有凹陷部13的入光 面15的楔形板10長度為1200毫米，較現(xiàn)有技術(shù)所使用平面入光面的楔形板 長度縮短了 500毫米。請參閱圖3B，為根據(jù)本發(fā)明一實施例的投影顯示裝置修正后的投影畫面。 在此實施例中，本發(fā)明是利用光學(xué)模擬軟件，根據(jù)傳統(tǒng)平面入光面所呈現(xiàn)出的 梯形失真畫面以及理想未失真的畫面進行模擬，判斷欲將梯形失真畫面修正至 未失真，光線的放大需加強多少，凹陷部的曲率應(yīng)為多少；在此實施例中，透 過入光面凹陷部搭配經(jīng)由模擬所得的曲率，增加投射至屏幕20下方光線的擴大，將投射至屏幕20下方的光線放大倍率放大至與投射至屏幕20上方光線一 致，以補償光路徑不等長所產(chǎn)生的影像變形失真，可修正傳統(tǒng)投影顯示裝置的 梯形失真畫面，使得影像可以近似屏幕20的形狀投射于屏幕20上；如圖所示， 校正后的畫面22，不僅修正梯形失真，將投射在屏幕20下方的光線修正至與 投射在屏幕20上方的光線一致，也修正了變形。另外，凹陷部是為一曲面，其形狀可為球面、拋物面、橢面、雙曲面、圓 錐面或非對稱的自由曲面等，亦即，凹陷部的曲率可根據(jù)影像所需的放大倍數(shù) 來調(diào)整，也可以在入光面的制造過程中，將錐面系數(shù)、非球面系數(shù)將這些系數(shù) 引入凹陷部，依照投射鏡頭本身特性以及影像需要改善之處選取不同的曲率參 數(shù)，有助于影像上的變形及影像修正。又，楔形板的材料是包含由塑膠材料所 制成(例如壓克力)，因此，開模加工十分便利，價錢低廉，可依照不同用途、 不同尺寸的投影機規(guī)格，做不同形狀及曲率的入光面凹陷部。綜合上述，本發(fā)明提出一種投影顯示裝置。將楔形板的入光面設(shè)計為曲面、 錐面或不規(guī)則面；透過光折射原理，有效減少影像光線在楔形板中折射所需的 距離，但呈像大小不變，進而可降低投影顯示裝置的尺寸大??；另外，入光面 凹陷部也可對不同部分的影像做不同的放大效果，修正梯形失真。以上所述的實施例僅是為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在使本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，當(dāng)不能以的限定本發(fā)明的專利 范圍，即凡是依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種投影顯示裝置，包含一楔形板，具有一影像呈像區(qū)及一延展區(qū)，該延展區(qū)具有一入光面及一出光面，該入光面具有一凹陷部，而該出光面連接該影像呈像區(qū)；以及一投影單元，投射出一影像光線，經(jīng)由該凹陷部進入該楔形板，并射出于該出光面，且將影像呈現(xiàn)于該影像呈像區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于，該凹陷部為一曲面。
3. 如權(quán)利要求2所述的投影顯示裝置，其特征在于，該凹陷部還可加入錐 面系數(shù)或非球面系數(shù)，以修正該影像光線的變形。
4. 如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于，該楔形板的材料包含一塑膠材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種投影顯示裝置，是根據(jù)欲呈現(xiàn)的畫面特性，將楔形板的入光面的部分設(shè)計為一曲面、錐面或不規(guī)則面的凹陷部；透過光折射原理，有效減少影像光線在楔形板中折射所需的距離，但呈像尺寸大小不變，進而可降低投影顯示裝置的尺寸大小；另外，入光面的凹陷部也可對不同部分的影像做不同的放大效果，修正梯形失真。
文檔編號H04N9/31GK101271254SQ20071008964
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者吳世民, 吳忠穎, 周明德, 張燃宏, 莫啟能, 鄭伊凱, 陳志隆 申請人:中華映管股份有限公司