发明名称 具有歪曲中间像的广角透镜系统
摘要 一种广角透镜系统,允许多个投影元件(例如背投影显示元件),以更紧密组合。此透镜系统包括一广角透镜部与一传递透镜部。其当以投影元件操作时,传递透镜部投影一歪曲中间像到广角透镜部,广角透镜部系用以投影显示影像。由传递透镜部所造成的歪曲(例如是约相等且相反)来补偿由广角透镜部所造成的歪曲。歪曲可以是影像清晰或/与聚焦平面。当以摄取元件操作时,广角透镜部提供一歪曲影像给传递透镜部,其补偿其歪曲以及提供一较少歪曲或甚至无歪曲之摄取影像。
申请公布号 TWI278654 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW092121095 申请日期 2003.08.01
申请人 焦点股份有限公司 发明人 杰佛瑞 艾伦 葛曼
分类号 G02B13/18(2006.01);G02B27/01(2006.01) 主分类号 G02B13/18(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,以产生一被歪曲中间像;以及 一第二构件部份,为一广角透镜,促使一歪曲实质 上消除该中间像之歪曲,以及投影对应于该中间像 之一实质上没有歪曲之影像, 其中该第一构件部份包括复数个透镜,依据: 2.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,以产生一被歪曲中间像;以及 一第二构件部份,为一广角透镜,促使一歪曲实质 上消除该中间像之歪曲,以及投影对应于该中间像 之一实质上没有歪曲之影像,其中该第二构件部份 包括复数个透镜,依据: 3.一种显示器,包括: 一萤幕;以及 一广角透镜系统,具有一第一构件部份以产生一被 歪曲中间像,其中该被歪曲中间像被歪曲以适应由 一广角透镜所创造之广角歪曲,其中该被歪曲中间 像实质上为圆影像;以及一第二构件部份,为一广 角透镜提供一镜场至少100度,促使有可实质上消除 该被歪曲中间像之一歪曲,以及投影对应于该中间 像之一实质上没有歪曲之影像于该萤幕上。 4.如申请专利范围第3项所述之显示器,更包括实质 上为平面之一背平板反射镜,以反射该影像到该萤 幕,其中该背平板反射镜实质上垂直于该广角透镜 系统之一光轴以及实质上平行于该萤幕。 5.如申请专利范围第4项所述之显示器,更包括一平 面中间反射镜,以反射被该广角透镜系统投影之该 影像到该背平板反射镜,该中间反射镜平行于该背 平板反射镜。 6.如申请专利范围第5项所述之显示器,其中该萤幕 包括一全内反射(total internal reflection)菲涅尔透镜 。 7.如申请专利范围第3项所述之显示器,其中该萤幕 包括一折射菲涅尔透镜。 8.如申请专利范围第5项所述之显示器,其中该广角 透镜系统投影该影像,使用实质上一半之一透镜场 。 9.如申请专利范围第3项所述之显示器,其中该广角 透镜系统投影该影像,使用少于一半之一透镜场。 10.如申请专利范围第3项所述之显示器,更包括一 微机电系统(MEMS),以提供该影像给该广角透镜系。 11.如申请专利范围第10项所述之显示器,更包括一 数位微镜元件(DMD),以提供该影像给该广角透镜系 。 12.如申请专利范围第3项所述之显示器,更包括光 栅阀(GLV),以提供该影像给该广角透镜系。 13.如申请专利范围第3项所述之显示器,更包括液 晶显示器(LCD),以提供该影像给该广角透镜系。 14.如申请专利范围第13项所述之显示器,更包括单 晶矽液晶显示器(LCOS),以提供该影像给该广角透镜 系。 15.一种影像投影方法,包括: 投影一影像,其中一传递透镜组以产生一被歪曲中 间影像;以及 投影该被歪曲中间影像,其中以一广角透镜组以产 生一实质上没有歪曲之影像,其中由一第一透镜组 所产生的歪曲,实质上相等且相反于由一第二透镜 组所产生的歪曲,其中该广鱼透镜组包括多个透镜 ,依据: 16.一种影像投影方法,包括: 投影一影像,其中一传递透镜组以产生一被歪曲中 间影像;以及 投影该被歪曲中间影像,其中以一广角透镜组以产 生一实质上没有歪曲之影像,其中由一第一透镜组 所产生的歪曲,实质上相等且相反于由一第二透镜 组所产生的歪曲,其中该传递透镜组包括多个透镜 ,依据: 17.一种透镜系统,包括: 一传递透镜组,以产生一被歪曲中间像,其中该被 歪曲中间像实质上为圆影像;以及 一广角透镜组,提供一镜场至少100度,促使广角歪 曲实质上消除该中间像之歪曲,以及投影对应于该 中间像之歪曲小于3%的一影像。 18.如申请专利范围第17项所述之透镜系统,其中该 传递透镜组之全部多个透镜为共光轴。 19.如申请专利范围第18项所述之透镜系统,其中该 广角透镜组之全部多个透镜为共光轴。 20.如申请专利范围第19项所述之透镜系统,其中该 传递透镜组与该广角透镜组为共光轴。 21.如申请专利范围第19项所述之透镜系统,其中该 传递透镜组与该广角透镜组之光轴夹有一角度。 22.如申请专利范围第21项所述之透镜系统,其中该 角度实质上为90度。 23.如申请专利范围第21项所述之透镜系统,其中该 角度实质上小于90度。 24.如申请专利范围第21项所述之透镜系统,其中该 角度实质上大于90度。 25.如申请专利范围第3项所述之透镜系统,其中该 广角透镜大于100度全场。 26.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,以产生一具有圆歪曲的被歪曲中 间像;以及 一第二构件部份,为一大于100度全场的广角透镜, 促使实质上消除该被歪曲中间像之圆歪曲,以及投 影对应于该中间像之一实质上没有歪曲之影像。 27.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中该 第一构件部份之光轴与该第二构件部份之光轴形 成一角度。 28.如申请专利范围第27项所述之透镜系统,其中该 角度实质上为90度。 29.如申请专利范围第27项所述之透镜系统,其中该 角度实质上小于90度。 30.如申请专利范围第27项所述之透镜系统,其中该 角度实质上大于90度。 31.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中该 第一构件部份之透镜与该第二构件部份之透镜共 轴。 32.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中该 歪曲小于3%。 33.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中极 端角的相关亮度大于30%。 34.一种透镜系统,用以显示一影像在一萤幕,该透 镜系统包括: 一第一构件部份,以产生一被歪曲中间像;以及 一第二构件部份,为一大于100度场角的广角透镜, 促使广视角歪曲实质上消除该中间像之歪曲,以及 投影对应于该中间像之一实质上没有歪曲之影像, 其中该第一构件部份与该第二构件部份共轴,该第 一构件部份之透镜与该第二构件部份之透镜共轴, 广角透镜之光轴实质上垂直于该萤幕。 35.如申请专利范围第34项所述之透镜系统,其中该 第一构件部份之光轴与该第二构件部份之光轴形 成一角度。 36.如申请专利范围第35项所述之透镜系统,其中该 角度实质上为90度。 37.如申请专利范围第35项所述之透镜系统,其中该 角度实质上小于90度。 38.如申请专利范围第35项所述之透镜系统,其中该 角度实质上大于90度。 39.如申请专利范围第34项所述之透镜系统,其中该 歪曲小于3%。 40.如申请专利范围第34项所述之透镜系统,其中极 端角的相关亮度大于30%。 41.如申请专利范围第34项所述之透镜系统,其中该 广角大于100度全场。 42.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中该 中间影像在一弯曲影像面。 43.如申请专利范围第3项所述之透镜系统,其中该 中间影像实质上为一半圆影像。 44.如申请专利范围第17项所述之透镜系统,其中该 中间影像实质上为一半圆影像。 45.如申请专利范围第26项所述之透镜系统,其中该 中间影像实质上为一半圆影像。 46.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,具有多个透镜,以产生一具有中 间影像歪曲的被歪曲中间像;以及 一第二构件部份,为一大于100度场角的广角透镜, 其中该广角透镜与该第一构件部份之透镜共轴,该 广角透镜创造实质广角歪曲,在场边缘的物体影像 在半径方向被压缩, 其中该中间影像歪曲实质上等于并相对广角透镜 的实质广角歪曲,以使广角歪曲实质上消除中间像 歪曲,以投影一实质上没有歪曲之影像。 47.如申请专利范围第46项所述之透镜系统,其中该 被歪曲中间影像为一圆影像。 48.如申请专利范围第47项所述之透镜系统,其中该 被歪曲中间影像实质上为一半圆影像。 49.如申请专利范围第46项所述之透镜系统,其中该 被歪曲中间影像在一弯曲影像面。 50.如申请专利范围第46项所述之透镜系统,其中该 第一构件部份之光轴与该第二构件部份之光轴形 成一角度。 51.如申请专利范围第50项所述之透镜系统,其中该 角度实质上为90度。 52.如申请专利范围第50项所述之透镜系统,其中该 角度实质上小于90度。 53.如申请专利范围第50项所述之透镜系统,其中该 角度实质上大于90度。 54.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,以产生一被歪曲中间像,该被歪 曲中间像包括实质上没有不规则的歪曲;以及 一第二构件部份,为一大于100度场角的广角透镜, 使广角歪曲实质上消除中间像的歪曲,以投影对应 于该中间像之一实质上没有歪曲之影像。 55.如申请专利范围第54项所述之透镜系统,其中该 被歪曲中间像实质上为圆影像。 56.如申请专利范围第55项所述之透镜系统,其中该 中间影像实质上为一半圆影像。 57.如申请专利范围第54项所述之透镜系统,其中该 中间影像在一弯曲影像面。 58.如申请专利范围第54项所述之透镜系统,其中该 第一构件部份之透镜与该第二构伴部份之透镜共 轴。 59.一种透镜系统,包括: 一第一构件部份,包括多个透镜且具有全正放大率 ,该第一构件部份用以产生一被歪曲中间像,其中 该被歪曲中间像实质上为圆影像;以及 一第二构件部份,为一大于100度全场的广角透镜, 该广角透镜创造广角歪曲以实质上消除中间像的 歪曲,而投影一实质上没有歪曲之影像。 60.如申请专利范围第46项所述之透镜系统,其中该 广角透镜包括一具有全正放大率之第一透镜元件 组以及一具有全负放大率之第二透镜元件组。 图式简单说明: 第1图绘示传统背投式显示器。 第2图绘示传统具有非球型反射镜之薄背投式显示 器。 第3图绘示依据本发明实施例之一超薄背投式显示 器,具有平行于萤幕之平面反射镜。 第4图绘示依据本发明实施例之具有歪曲中间像之 一弯摺广角透镜系统。 第5图绘示依据本发明实施例之具有歪曲中间像之 一广角透镜系统。 第6图绘示依据本发明实施例之背投式显示器,具 有含有中间像之一广角透镜系统。
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