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CN102540413B - 用于一成像模块的投影镜头及成像模块 - Google Patents

用于一成像模块的投影镜头及成像模块 Download PDF

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Abstract

本发明是一种用于一成像模块的投影镜头及成像模块，成像模块包含所述投影镜头的。其中，成像模块还具有一光调变器以投射出具有一第一宽高比的一第一影像。投影镜头包含一歪像透镜组及一投影透镜组。歪像透镜组包含一第一柱面透镜、一第二柱面透镜、一双凸柱面透镜以及一双凹柱面透镜，并依序设置于光调变器之后。第一柱面透镜具有至少一平面；第二柱面透镜具有至少一凸面。歪像透镜组将具有一第一宽高比的一第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，且第二宽高比不同于第一宽高比。投影透镜组用以接收并投射出具有第二宽高比的第二影像。

Description

用于一成像模块的投影镜头及成像模块
技术领域
本发明是关于一种用于一成像模块的投影镜头。更详细地说，本发明是一种可用于调整影像宽高比的投影镜头以及使用此投影镜头的成像模块。
背景技术
随着科技进步，各种显示装置不断推陈出新，其中投影机因可配合使用场地而改变影像大小，故成为企业召开会议或是人们享受顶级视听娱乐时，用于呈现影像信息的必备电子产品。然而，为能更全面配合使用者的不同需求，可选择性地提供不同影像比例的投影机，便逐渐受到消费者的青睐。
为使投影机所投射出的影像能符合显示内容的不同比例需求，业界纷纷研发出各种光学结构。请参看图1，美国第5,930,050号专利案即针对不同显示比例，设计出应用于宽屏幕影像显示的一歪像透镜组1。此歪像透镜组1可通过一滑轨而附加于一投影装置的投影镜头11外侧，属于一独立的光学机构。但因歪像透镜组1是设置于投影镜头11靠近欲投射的屏幕12的一侧，而投影镜头11已扩大影像的光线角度，故歪像透镜组1若欲将投影镜头11投射出的光线完全折射，使之完整投影至屏幕12上，则必须采用较大尺寸的歪像透镜组1，并间接增加整体重量，如此一来便无法符合市场对投影机整体的轻薄短小需求。
请参看图2，美国第7,289,272号专利案虽揭露包含一歪像透镜组21的投影镜头2，且与前述歪像透镜组1相较下，歪像透镜组21尺寸缩小许多；但事实上，投影镜头2为一整合透镜组，亦即仅适用于单一比例显示，无法符合不同的影像显示比例需求。
综上所述，要如何在轻巧小型的体积前提下，提供一种可轻易切换不同的影像显示比例，藉以配合使用者在观看不同内容时的需求的投影镜头，仍为业界亟需努力的目标。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种投影镜头，其可轻易切换投影镜头中的透镜组，达成投影装置小型化及便于调整投射于屏幕上的影像比例的功效。
为达成前述目的，本发明提供一种用于一成像模块的投影镜头。成像模块具有一光调变器及一投影镜头。光调变器处理一光束以投射出具有一第一宽高比的一第一影像，而投影镜头包含一歪像透镜组及一投影透镜组。歪像透镜组包含一第一柱面透镜、一第二柱面透镜、一双凸柱面透镜以及一双凹柱面透镜，并依序设置于光调变器之后。第一柱面透镜具有至少一平面。第二柱面透镜具有至少一凸面。歪像透镜组将具有一第一宽高比的一第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，且第二宽高比不同于第一宽高比。投影透镜组用以接收并投射出具有第二宽高比的第二影像。
本发明还提供一种成像模块，其特征在于，包含：一光调变器，处理一光束以投射出具有一第一宽高比的一第一影像；一投影镜头，具有：一歪像透镜组，包含一第一柱面透镜、一第二柱面透镜、一双凸柱面透镜以及一双凹柱面透镜，依序设置于该光调变器之后，该第一柱面透镜具有至少一平面，该第二柱面透镜具有至少一凸面，该歪像透镜组将具有该第一宽高比的该第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，且该第二宽高比不同于该第一宽高比；以及一投影透镜组，用以接收并投射出具有该第二宽高比的该第二影像。
本发明的有益技术效果是使用本发明的投影镜头能轻易切换影像的显示比例，并能避免过于复杂的镜头设计而造成投影装置重量体积增加的问题。
附图说明
图1是一现有的歪像透镜组及投影镜头的示意图；
图2是另一现有的歪像透镜组的示意图；
图3是本发明较佳实施例的成像模块立体示意图；
图4是本发明较佳实施例的投影镜头显示第二宽高比状态的侧视示意图；
图5是本发明较佳实施例的投影镜头显示第一宽高比状态的侧视示意图；
图6是本发明较佳实施例的切换机构示意图；以及
图7是本发明其它实施态样的切换机构示意图。
具体实施方式
以下将透过实施方式来解释本发明内容，本发明是关于一种投影镜头以及具有此投影镜头的成像模块。通常而言，本发明的成像模块是应用于投影装置中，此投影装置可以是数字光学处理(Digital Light Processing；DLP)投影显示器或其它具有投影显示功能的设备，而数字光学处理投影显示器可为单片式或三片式。需说明的是，在下述的实施例以及附图中，关于实施方式的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明，同时，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件均已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。
本发明的一较佳实施例是一成像模块3，请参考图3至图6，图3其是本实施例的成像模块3其中一显示状态的立体示意图，图4为图3所示的显示状态侧视图，图5为本实施例的成像模块3另一显示状态的侧视图，图6为本实施例的切换机构示意图。
成像模块3具有一光调变器31、一棱镜模块33及一投影镜头35。而投影镜头35包含一歪像透镜(anamorphic lens)组351、一代替镜片353、一切换机构354及一投影透镜组355。
光调变器31接受照明模块所提供的光束，将其进行处理后投射出一第一影像，且此第一影像具有一第一宽高比(aspect ratio)。本实施例的光调变器31是一空间光调变器(Spatial Light Modulator，SLM)，尤其是采用一数字微镜装置(DigitalMicromirror Device，DMD)。亦即本实施例的成像模块3是应用于一单片式数字光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影装置中。
棱镜模块33设置于光调变器31及投影镜头35之间。于本实施例中，棱镜模块33是一内部全反射棱镜(Total Internal Reflection prism，TIR prism)模块。
请同时参考图3至图6，投影镜头35包含歪像透镜组351、代替镜片353、切换机构354及投影透镜组355。
请参考图3、图4及图6，歪像透镜组351包含一第一柱面透镜351a、一第二柱面透镜351b、一双凸柱面透镜351c及一双凹柱面透镜351d，并依序设置于光调变器31及棱镜模块33之后。第一柱面透镜351a是一平凸柱面透镜，且第一柱面透镜351a具有一平面，而此平面是面朝第二柱面透镜351b设置。第二柱面透镜351b是一凹凸柱面透镜，且第二柱面透镜351b的一凸面是面朝双凸柱面透镜351c设置。本发明的歪像透镜组均具有特定的一歪像系数(anamorphic factor)，其中歪像系数较佳值范围为1.2至1.5，而本实施例歪像透镜组351的歪像系数是1.32。
基于本发明的原则，歪像透镜组的其它实施态样亦可采用异于前述的柱面透镜。举例而言，第一柱面透镜可改采用一平凹柱面透镜，故仅需此第一柱面透镜具有朝向第二柱面透镜设置的平面即可；第二柱面透镜可改为采用一双凸柱面透镜，故仅需此第二柱面透镜具有朝向双凸柱面透镜设置的凸面即可。
如图5及图6所示，代替镜片353实际上为一虚设(dummy)镜片，其不影响光线的行进方向及影像的光学性质；本实施例的代替镜片353是采用玻璃制成，于其它实施态样中亦可使用其它材质制作。
请参考图6，切换机构354用以连接歪像透镜组351及代替镜片353，藉此切换选用歪像透镜组351及代替镜片353两者其中之一。于本实施例中，切换机构354是一转轴。因此，通过旋转转轴，便可切换选用歪像透镜组351及代替镜片353两者其中之一。
于其它实施态样中，切换机构亦可采用滑轨。图7所示即为切换机构为一滑轨354’的示意图，沿一限定方向来回推动滑轨354’，便适以切换选用歪像透镜组351及代替镜片353两者其中之一。于实际应用时，切换机构可包含至少一滚轮于该滑轨上或一转盘或其组合，所属领域具有通常知识者亦可以其它设计加以替换，故不以前述为限。
在此较佳实施例中，投影透镜组355是以十片球面透镜组合搭配而成，且投影透镜组355具有一长后焦距(long back focal length)，其中此长后焦距大于棱镜模块33与代替镜片353的一总长。
以下将详细介绍本实施例的投影镜头35的运作机制。
请一并参考图4及图5，更详细而言，图4是本实施例投影镜头35为显示第二宽高比状态的侧视示意图，图5则是本实施例投影镜头35为显示第一宽高比状态的侧视示意图。
首先，光调变器31将来自一照明模块(图未示出)的一光束进行处理，并投射出具有第一宽高比的第一影像。此具有第一宽高比的第一影像通过棱镜模块33后，由投影镜头35接收。
如图4所示，当透过切换机构354选用歪像透镜组351时，歪像透镜组351便将此具有第一宽高比的第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，再由投影透镜组355接收后，投射出具有第二宽高比的第二影像至屏幕4上。其中，上述的第二宽高比是不同于第一宽高比。
本实施例的第一宽高比是16∶9，第二宽高比则为2.35∶1，亦即歪像透镜组351将16∶9的第一影像横向放大1.32倍(本实施例歪像透镜组351的歪像系数为1.32)，便形成2.35∶1的第二影像。于实际应用时，第一宽高比可为16∶9、4∶3及2.35∶1其中之一；而第二宽高比在不同于第一宽高比之前提下可为16∶9、4∶3及2.35∶1其中之一。在此须特别说明的是，以第一宽高比投射出的第一影像与以第二宽高比投射出的第二影像具有相同的一高度或一宽度。
如图5所示，同样地，当切换机构354选用代替镜片353时，由于代替镜片353对第一宽高比的第一影像并不生影响，故通过光调变器31处理产生的具有一第一宽高比的第一影像，经过代替镜片353后，透过投影镜头组355仍以第一宽高比投射至屏幕4上。
参阅上述实施例后，熟知本领域技术者当可推及其它态样。本发明仅需简易切换投影镜头组的歪像透镜组及代替镜片，便能投射出不同比例的影像。再者，本发明的投影镜头组的元件及结构简单、体积小而重量轻巧，故易于组装制造且成本低，符合业界及市场所需。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

Claims (18)

1.一种用于一成像模块的投影镜头，该成像模块具有一光调变器，该光调变器投射出具有一第一宽高比的一第一影像，其特征在于，该投影镜头包含：
一歪像透镜组，包含一第一柱面透镜、一第二柱面透镜、一双凸柱面透镜以及一双凹柱面透镜，依序设置于该光调变器之后，该第一柱面透镜具有一平面是面朝该第二柱面透镜设置，该第二柱面透镜具有一凸面是面朝该双凸柱面透镜设置，该歪像透镜组将具有该第一宽高比的该第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，且该第二宽高比不同于该第一宽高比；以及
一投影透镜组，用以接收并投射出具有该第二宽高比的该第二影像。
2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第一柱面透镜是一平凸柱面透镜或一平凹柱面透镜；且该第二柱面透镜是一凹凸柱面透镜或一双凸柱面透镜。
3.一种成像模块，其特征在于，包含：
一光调变器，处理一光束以投射出具有一第一宽高比的一第一影像；
一投影镜头，具有：
一歪像透镜组，包含一第一柱面透镜、一第二柱面透镜、一双凸柱面透镜以及一双凹柱面透镜，依序设置于该光调变器之后，该第一柱面透镜具有一平面是面朝该第二柱面透镜设置，该第二柱面透镜具有一凸面是面朝该双凸柱面透镜设置，该歪像透镜组将具有该第一宽高比的该第一影像折射为具有一第二宽高比的一第二影像，且该第二宽高比不同于该第一宽高比；以及
一投影透镜组，用以接收并投射出具有该第二宽高比的该第二影像。
4.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，该第一柱面透镜是一平凸柱面透镜或一平凹柱面透镜。
5.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，该第二柱面透镜是一凹凸柱面透镜或一双凸柱面透镜。
6.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，该歪像透镜组具有一歪像系数，该歪像系数是介于12至15。
7.根据权利要求6所述的成像模块，其特征在于，该歪像系数是132。
8.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，以该第一宽高比投射出的该第一影像与以该第二宽高比投射出的该第二影像具有相同的一高度或一宽度。
9.根据权利要求8所述的成像模块，其特征在于，该第一宽高比为16∶9、4∶3及235∶1其中之一。
10.根据权利要求9所述的成像模块，其特征在于，该第二宽高比为16∶9、4∶3及235∶1其中之一。
11.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，该投影镜头还包含一代替镜片及一切换机构，该切换机构连接该代替镜片以及该歪像透镜组，该切换机构适可于该成像模块中切换选用该代替镜片及该歪像透镜组其中之一。
12.根据权利要求11所述的成像模块，其特征在于，当选用该代替镜片时，该第一影像是以该第一宽高比投射至一屏幕，当选用该歪像透镜组时，该第二影像是以该第二宽高比投射至该屏幕。
13.根据权利要求11所述的成像模块，其特征在于，该切换机构包含一滑轨或一转轴。
14.根据权利要求11所述的成像模块，其特征在于，还包含一棱镜模块，设置于该光调变器与该投影镜头的该歪像透镜组之间。
15.根据权利要求14所述的成像模块，其特征在于，该棱镜模块是一内部全反射棱镜模块。
16.根据权利要求3所述的成像模块，其特征在于，该光调变器是一空间光调变器。
17.根据权利要求16所述的成像模块，其特征在于，该光调变器是至少一数字微镜装置。
18.根据权利要求14所述的成像模块，其特征在于，该投影透镜组具有一长后焦距，该长后焦距大于该代替镜片与该棱镜模块的总长。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2687888B1 (en) * 2011-03-17 2024-09-18 Vallés Navarro, Alfredo Anamorphic lens
JP5982780B2 (ja) * 2011-10-27 2016-08-31 セイコーエプソン株式会社 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター
CN110716290A (zh) * 2019-09-26 2020-01-21 广东思锐光学股份有限公司 一种变形镜头
JP7363518B2 (ja) * 2020-01-24 2023-10-18 セイコーエプソン株式会社 投写光学系およびプロジェクター
CN113625511B (zh) * 2020-05-09 2023-10-13 宁波舜宇车载光学技术有限公司 投影系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648871A (en) * 1991-06-28 1997-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Projection apparatus utilizing an anamorphic optical system
US6587159B1 (en) * 1998-05-29 2003-07-01 Texas Instruments Incorporated Projector for digital cinema
CN1588155A (zh) * 2004-08-16 2005-03-02 康佳集团股份有限公司 投影电视画面宽高比的变换

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990785A (en) * 1972-09-22 1976-11-09 Canon Kabushiki Kaisha Anamorphic zoom lens
US5946142A (en) * 1995-12-11 1999-08-31 Hitachi Ltd. Projection lens system and projection image display apparatus using the same
US5930050A (en) 1997-10-21 1999-07-27 Texas Instruments Incorporated Anamorphic lens for providing wide-screen images generated by a spatial light modulator
DE10060072A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-06 Jos Schneider Optische Werke G Anamorphot für die digitale Projektion
JP3442744B2 (ja) * 2001-02-14 2003-09-02 三菱電機株式会社 広角投写レンズおよび投写型表示装置
US7167216B2 (en) * 2002-05-03 2007-01-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Projection system with adjustable aspect ratio optics
US7289272B2 (en) * 2005-09-16 2007-10-30 Raytheon Company Optical system including an anamorphic lens
JP4790399B2 (ja) * 2005-12-09 2011-10-12 コニカミノルタオプト株式会社 超広角撮像光学系、超広角撮像レンズ装置及び撮像装置
DE102006006981A1 (de) * 2006-02-14 2007-08-23 Jos. Schneider Optische Werke Gmbh Projektionsobjektiv für die digitale Kinoprojektion
CN101884001A (zh) * 2007-11-30 2010-11-10 3M创新有限公司 包括复曲面的光学元件及其制备方法
US20090303444A1 (en) 2008-06-04 2009-12-10 Delta Electronics, Inc. Projection System
JP5229951B2 (ja) * 2008-12-26 2013-07-03 富士フイルム株式会社 投影用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5381145B2 (ja) * 2009-02-13 2014-01-08 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
JP5302123B2 (ja) * 2009-07-14 2013-10-02 富士フイルム株式会社 投影用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5621723B2 (ja) * 2011-07-04 2014-11-12 セイコーエプソン株式会社 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター
JP5533798B2 (ja) * 2011-07-04 2014-06-25 セイコーエプソン株式会社 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター
JP2013029569A (ja) * 2011-07-27 2013-02-07 Seiko Epson Corp 投写光学系及びこれを備えるプロジェクター

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648871A (en) * 1991-06-28 1997-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Projection apparatus utilizing an anamorphic optical system
US6587159B1 (en) * 1998-05-29 2003-07-01 Texas Instruments Incorporated Projector for digital cinema
CN1588155A (zh) * 2004-08-16 2005-03-02 康佳集团股份有限公司 投影电视画面宽高比的变换

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Publication number Publication date
CN102540413A (zh) 2012-07-04
US20120147338A1 (en) 2012-06-14
TWI421558B (zh) 2014-01-01
TW201224563A (en) 2012-06-16
US8714755B2 (en) 2014-05-06

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