广角投影透镜制造技术

提供一种投影显示设备。该投影显示设备可以包括配置为生成图像的图像生成设备，及具有光轴的配置为接收图像并沿着光程投影图像以在显示设备上显示的广角透镜系统。该投影显示设备还可以包括配置为折叠光程，使得光程从第一方向变向到第二方向的变向光学组件。在某些实施例中，图像生成设备可以定位在广角透镜系统光轴之下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】广角投影透镜相关申请的交叉参考本申请要求2004年4月15日提交的美国专利申请10/825,837号的优先权，该申请是2004年1月6日提交的美国专利申请10/754,093号的部分继续申请，并且是2002年8月16日提交的美国专利申请10/222,083号的部分继续申请，还是2002年8月16日提交的美国专利申请10/222,050号的部分继续申请，每个专利的完整内容都结合于此作为参考用于所有目的。
本专利技术的实施例总体上涉及图像显示设备，更特别地，涉及投影设备的透镜。附图说明本专利技术的各个方面在附图中作为示例而非限制示出，其中相同的参考标号指示相同的元件，且在附图中：图1是根据本专利技术实施例的正投影显示系统的示意图。图2是根据本专利技术实施例的可以用在图1的正投影显示系统中的透镜系统的方框图。图3是根据本专利技术实施例的可以用在图1的正投影显示系统中的透镜系统的示意图。图4是根据本专利技术实施例的具有在向下偏移位置上的显示设备的正投影显示系统的示意图。图5示出根据本专利技术实施例的具有图3所示透镜系统的显示设备。具体实施方式图1在100处示意性地示出正投影显示系统。正投影显示设备可以包括显示设备，如投影机110，及观看面，如屏幕120。屏幕120可以包括屏幕表面130。投影机110可以配置为生成图像并将图像投影到屏幕表面130上。屏幕120可以反射投影的图像并将其导向观者(未示出)。在某些实施例中，屏幕表面130可以散射光，从而使投影的图像对观者可见。虽然示出和描述了关于所显示的图像和投影设备在同一侧的正投影设备，但应理解，本专利技术也可以应用于背投影设备。简言之，投影机110可以包括光源和/或图像源，总地如112所示。图像源112可以包括图像生成设备，包括但不限于，数字微镜装置(DMD)、微电子机械系统(MEMS)、-->栅状光阀装置(GLV)、液晶显示装置(LCD)、硅上液晶装置(LCOS)等。投影机110还可以包括可集成在投影机110内或以其他方式连接到投影机110的透镜系统114，以将由光源或图像源生成的图像投影到屏幕表面130上，如箭头140、150所示。可以向观者显示图像，如箭头160、170所示。屏幕120可以配置为反射投影的图像并将其导向观者。在某些实施例中，屏幕表面130可以包括各种表面特征来改进图像对观者的显示。例如，屏幕表面130可以是任何适合的图像显示面，包括但不限于，墙壁、涂层表面或其他专门的表面，如玻珠屏幕表面、凹凸的屏幕表面等。应理解，在某些实施例中，屏幕120可以是菲涅耳透镜型屏幕，然而也可以使用其他适合的屏幕或表面，如墙壁或其他适合的观看面。回到图1，投影机110可以配置为以与水平方向之间的陡峭角将光投射到屏幕120的屏幕表面130上。例如，投影机110可以从屏幕120偏移，使得光以基本上陡峭的角投射到屏幕表面130上。例如，在某些实施例中，以从水平约30至80度之间的角投射光。应理解，在其他实施例中，可以按其他角将光投射到屏幕表面130上，包括但不限于20到90度之间的角或其间的角。反射角可以沿着屏幕表面130变化。光线140和150示出了光可以从投影机110传播到屏幕120的示例路径。仅为示例目的，光线140如所示以角145经屏幕表面130反射和散射。角145可以是任何适合的角，如80度的角。类似地，光线150如所示以角155经屏幕反射。角155可以是任何适合的角，例如，角155可以是30度的角。光线160和170示出了光在经屏幕120反射之后可能传播的路径。光线160和170示出了图像被反射给观者(未示出)。在本专利技术的一个实施例中，投影机110可以包括广角透镜系统。在图2中的200处示意性地示出的一个示例广角透镜系统中，广角透镜系统可以包括中继透镜级210和广角透镜级220。中继透镜级210可以配置为生成中间图像230并将其投影到广角透镜级220。广角透镜级220可以配置为生成修正的图像240并将其投影到屏幕250(屏幕250可以包括例如屏幕120)以显示。可以将中间图像230视为畸变的图像(I(D))，从而广角透镜级220接收预畸变的图像。广角透镜级220造成的畸变可以使得中间图像230的畸变基本上由广角透镜级220补偿(基本上抵消)以生成图像(I(-D))。标号I(-D)用于指示基本上没有中间图像230的畸变的图像。应理解，畸变可以关于图像形状和/或焦平面。为本说明书的目的，术语“畸变”旨在包括输入到预畸变系统中的原始图像的任何改变。例如，在某些实施例中，图像中的畸变可以包括图像的至少一部分的形状的改变。术语“预畸变”旨在包括补偿(即，基本上相等并相反)由广角透镜级220产生的畸变的光学图像的故意畸变。应理解，取决于预畸变的图像将要补偿的下游畸变的类型，预畸变的图像可以以各种不同的形状出现。图2所示的系统可以包括附加的光学组件来沿着所需的图像路径或光路引导图像。例如，该系统可以包括一个或多个变向光学组件，如260处所示的那些。这样的-->变向光学组件260可以配置为沿着所需的光路引导图像。变向光学组件260可以是任何适合的光学设备，包括但不限于，适配于将光变向到预先选择的方向上的反射镜、棱镜等。例如，变向光学组件260可以按任何适合的角改变光路，这诸如但不限于，30°、60°、90°、120°、180°、210°等。变向光学组件260可以包括一个或多个光学元件。例如，变向光学组件可以包括一组两个90度折叠反射镜，一个、两个或三个棱镜，反射镜和棱镜的组合等。在图2所示的实施例中，光路如所示从来自中继透镜级的初始光输出变向180度。因此，在进入广角透镜级之前沿着基本上180度变向的光程引导中间图像。例如，输入光的方向基本上和输出到显示器或屏幕的光的方向相反。虽然变向光学组件260如所示介于中继透镜级210和广角透镜级220之间，变向光学组件260可以结合在中继透镜级210内或广角透镜级220内。但作为替换或补充，这样的变向光学组件也可以位于中继透镜级210或广角透镜级220中的任何一个或两者之前或之后。应理解，在光路内可以有配置为进一步引导光和/或改变图像的附加光学组件。例如，可以使用第二中继透镜级将光引导至广角透镜级220。此外，可以有配置为改变中间图像或修正的图像的一个或多个透镜或透镜级。图3是示例透镜系统的示意图，该示例透镜系统总地在300示出，并且可以用在图1的显示系统中。如图所示，该系统可以包括适配于向透镜系统提供图像的图像生成设备，如DMD 310。可以按现有技术中已知的任何方式向DMD 310提供图像。DMD 310可以配置为选择性地将来自任何适合的光源(未示出)的光反射到透镜系统。也可以使用其他类型的装置(如，微电子机械系统(MEMS)、栅状光阀(GLV)、液晶显示(LCD)、硅上液晶(LCOS)等)来向透镜系统提供图像。在示例透镜系统300中，图像路径包括多个折叠。具体来说，图像路径通过第一中继透镜级315，通过变向光学组件320和330定向到达第二中继透镜级340，然后到达广角透镜系统，包括广角透镜级或透镜组345。在某些实施例中，第二中继透镜级340可以是广角透镜级345的一部分。在所示配置中，光(图像路径)从通过第一中继透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影显示设备，所述设备包括：配置为生成图像的图像生成设备；具有光轴且配置为接收图像并沿着光程投影所述图像以在所述设备之上显示的广角透镜系统；及配置为折叠所述光程，使得所述光程从第一方向变向到第二方向的变向光学组件，所述图像生成设备定位在所述广角透镜系统的光轴之下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-4-15 10/825,8371.一种投影显示设备，所述设备包括：配置为生成图像的图像生成设备；具有光轴且配置为接收图像并沿着光程投影所述图像以在所述设备之上显示的广角透镜系统；及配置为折叠所述光程，使得所述光程从第一方向变向到第二方向的变向光学组件，所述图像生成设备定位在所述广角透镜系统的光轴之下。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述广角透镜系统包括中继透镜级和广角透镜级。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述中继透镜级配置为生成畸变的中间图像，而所述广角透镜级配置为基本上抵消所述中间图像的畸变。4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述广角透镜系统的光轴是所述中继透镜级的光轴。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一方向基本上是所述第二方向的相反方向。6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一方向朝向所述投影显示设备的前部，而所述第二方向朝向所述投影显示设备的后部。7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述变向光学组件包括两个折叠反射镜。8.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述广角透镜级在第一平面中，所述中继透镜级在第二平面中，且所述第一平面高于所述第二平面。9.一种透镜系统，所述系统包括：配置为生成中间图像的中继透镜级；配置为基本上修正所述中间图像的广角透镜级；及配置为在第一方向上从所述中继透镜级接收所述中间图像，并在第二方向上将所述中间图像变向到所述广角透镜级的变向光学组件，其中所述第一方向基本上和所述第二方向相反。10.如权利要求9...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里A高曼，
申请(专利权)人：富可视公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]