CN1797185A - 投影仪 - Google Patents

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Abstract

披露了包括可移动投影透镜单元的投影仪，所述投影仪包括：照明单元，用于发射生成的光；微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；以及驱动单元，用于移动所述投影透镜单元和所述反射镜，从而调节所述向外发射的图像的发射方向。

Description

投影仪
本申请要求享有2004年12月22日提出的韩国专利申请号10-2004-0110194的优先权，就像在此充分阐明的那样，其被引入作为参考。
技术领域
本发明涉及投影仪，并且更加具体地，涉及包括可移动投影透镜单元的投影仪。
背景技术
显示装置的最近趋势是提供大屏幕尺寸和轻且薄。
对于这样的显示装置，投影仪已极大地突出，因为它们能够实现100英寸以上的大屏幕。
这样的投影仪是下述显示装置，所述显示装置将由诸如液晶显示(LCD)板、硅基液晶(LCOS)板或数字微镜装置(DMD)板之类的微型装置产生的图像投影到屏幕上，从而显示图像。
一般而言，根据投影仪中使用的微型装置的数目，这样的投影仪被分类成单面板型、双面板型或三面板型。
在单面板型投影仪中，以时分方式将白光分离成彩色光成分，并且使分离的彩色光成分照射到单个微型装置。在双面板型投影仪中，以空分和时分方式将白光分离成彩色光成分，并且使彩色光成分照射到两个微型装置。在三面板型投影仪中，以空分方式将白色光分离成彩色光成分，并且使彩色光成分照射到三个微型装置。
图1是显示普通单面板型投影仪的布置的示意图。图2是显示图1中显示的投影仪的外观的透视图。
如图1所示，单面板型投影仪包括：光源2；色轮3；光通道4；照明透镜5和6；微型装置7；棱镜8；以及投影透镜单元1。
在显示的单面板型投影仪中，从光源2发射的光被分离成红、绿和蓝光束。分离的光束在穿过光通道4的同时被调制，以具有均匀的亮度。然后在穿过照明透镜5和6以及棱镜8之后，光束在微型装置7上入射。
入射光在穿过微型装置7的同时运载图像信号，然后经由棱镜8和投影透镜单元1被投影到屏幕上。
在具有上述布置的传统投影仪中，用于以放大的状态向外发射光的投影透镜单元1和微型装置7平行地布置，而传送来自光源2的光的透镜4、5和6以及色轮3，垂直于投影透镜单元1布置。
如图2所示，投影透镜单元1包括多个透镜，其平行地布置，以便从投影透镜单元1发射的光的方向等同于在投影透镜单元1上入射的光的方向。
由于投影透镜单元1的这样的布置，传统投影仪的光学系统的光学元件布置呈U形。结果，传统投影仪具有增加的厚度。
结果，传统投影仪具有下述问题：投影仪的安装空间存在限制，因为在布置投影透镜单元的投影仪的前侧面的后面必须提供增加的空间。
发明内容
因此，本发明针对基本上排除由相关技术的限制和缺点所引起的一个或多个问题的投影仪。
本发明的目的是提供一种包括光学系统的投影仪，所述光学系统具有能够最小化光学系统的空间、从而减少投影仪的厚度的布置。
本发明的另外的优点、目的和特征，部分地在随后的说明中将会阐明，并且部分地在检验后面时对本领域技术人员将会变得明显，或者可以从本发明的实施中了解。本发明的目的和其他优点可以由在此写入的说明书和权利要求以及附图中具体指出的结构实现并获得。
为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的目的，如在此具体表达并广泛说明的那样，投影仪包括：照明单元，用于发射生成的光；微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；以及驱动单元，用于移动所述投影透镜单元和所述反射镜，从而调节所述向外发射的图像的发射方向。
所述投影透镜单元包括：主透镜组，用于发射运载所述产生的图像的光；补偿透镜组，用于补偿从所述主透镜组发射的光；变焦透镜组，用于调节从所述补偿透镜组发射的光的焦距；以及焦点调节透镜组，用于调节从所述变焦透镜组发射的光的焦点。
可以以对齐的方式平行于在投影透镜单元上入射的光的中心轴布置主透镜组、补偿透镜组、变焦透镜组和焦点调节透镜组。
可以集成投影透镜单元和反射镜，以便投影透镜单元和反射镜由驱动单元同时移动。可选择地，投影透镜单元和反射镜可以彼此分开，以便投影透镜单元和反射镜由驱动单元独立地移动。
在本发明的另一个方面中，投影仪包括：照明单元，用于发射生成的光；微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，并且和所述投影透镜单元集成在一起，所述反射镜用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；以及驱动单元，用于同时移动所述投影透镜单元和所述反射镜，从而调节所述向外发射的图像的发射方向。
在本发明的又一方面中，投影仪包括：照明单元，用于发射生成的光；微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；第一驱动单元，用于在预定方向上移动所述投影透镜单元；第二驱动单元，用于在预定方向上移动所述反射镜；以及控制器，用于控制所述第一和第二驱动单元。
可以理解，本发明的前述普通说明和后面的详细说明是示范性的和解释性的，并且意图提供如权利要求那样的对本发明的进一步的解释。
附图说明
被包括以提供本发明的进一步的理解并且被并入并组成本说明书的一部分的附图，显示了本发明的实施例，并且和说明书一起，用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是显示普通单面板型投影仪的布置的示意图；
图2是显示普通投影透镜单元的布置的示意图；
图3是显示根据本发明的第一实施例的投影仪的构造的示意图；
图4是显示图3中显示的投影透镜单元和反射镜的示意图；
图5A和5B是显示图4中显示的投影透镜单元和反射镜的移动的示意图；
图6是显示根据本发明的第二实施例的投影仪的构造的示意图；
图7是显示图6中显示的投影透镜单元和反射镜的示意图；以及
图8A和8B是显示图7中显示的投影透镜单元和反射镜的移动的示意图。
具体实施方式
现在来对本发明的优选实施例进行详细地介绍，在附图中显示了其例子。在任何可能的地方，贯穿附图将使用相同的参考数字以指示相同或相似的部件。
本发明的理念是，通过构造投影仪的光学系统，减少投影仪的安装空间，以便减少投影仪的厚度。
图3是显示根据本发明的第一实施例的投影仪的构造的示意图，图4是显示图3中显示的投影透镜单元和反射镜的示意图。
如图3所示，根据本发明的第一实施例的投影仪主要包括：照明单元51；微型装置52；投影透镜单元53；反射镜54；驱动单元55；以及控制器56。
照明单元51发射从光源生成的光，所述光源可以包括在照明单元51中。
除了光源之外，照明单元51可以包括第一照明透镜组、第二照明透镜组以及第一棱镜。
第一照明透镜组用于提供从光源发射的光的均匀亮度。第二照明透镜组用于会聚从第一照明透镜组发射的光。
第一照明透镜组可以包括：光通道，用于提供光的均匀亮度；以及至少一个聚光透镜。第二照明透镜组可以包括用于会聚光的至少一个聚光透镜。
第一棱镜用于使从第二照明透镜组发射的光在微型装置上入射，并且用于使从微型装置发射的光在投影透镜单元的第一透镜组上入射。
第一棱镜可以是内部全反射(TIR)棱镜。优选地，在微型装置的图像显示面之上布置第一棱镜。
照明单元可以进一步包括：色轮，其布置在光源和第一照明透镜组之间，以将从光源发射的光分离成彩色光成分；以及镜子或第二棱镜，其布置在第一照明透镜组和第二照明透镜组之间，以将从第一照明透镜组发射的光反射向第二照明透镜组。
微型装置52接收来自照明单元51的光，并且使用接收的光产生图像。
微型装置52可以是LCD板、LCOS板或DMD板。
投影透镜单元53发射由微型装置52产生的图像。
如图4所示，投影透镜单元53可以包括：主透镜组53a，用于发射运载产生的图像的入射光；补偿透镜组53b，用于补偿从主透镜组53a发射的光；变焦透镜组53c，用于调节从补偿透镜组53b发射的光的焦距；以及焦点调节透镜组53d，用于调节从变焦透镜组53c发射的光的焦点。
以对齐的方式平行于在投影透镜单元53上入射的光的中心轴布置主透镜组53a、补偿透镜组53b、变焦透镜组53c和焦点调节透镜组53d。
变焦透镜组53c在平行于入射光的中心轴的方向上是可移动的，以调节图像的焦点。
焦点调节调节组53d在平行于入射光的中心轴的方向上是可移动的，以调节图像的焦距。
反射镜54布置在投影透镜单元53的下游端。反射镜54改变从投影透镜单元53入射到其上的光的方向，以便向外发射光。
反射镜54可以包括全反射镜或棱镜。
反射镜54具有反射面，在所述反射面上可以涂敷诸如铝或银这样的金属或分光材料。
驱动单元55在控制器56的控制下移动投影透镜单元53和反射镜54，以便调节向外发射的图像的发射方向。
可以机械或电控制驱动单元55。
在具有根据本发明的第一实施例的上述构造的投影仪中，投影透镜单元53和反射镜54集成在一起，并且容纳在外壳57中，以致于它们在外壳57中可由驱动单元55同时移动。
因此，投影透镜单元53和反射镜54具有相同的移动方向和相同的移动距离。
图5A和5B是显示图4中显示的投影透镜单元和反射镜的移动的示意图。
如图5A和5B所示，集成在一起的投影透镜单元53和反射镜54，在垂直于入射光的光轴的方向上，由机械或电控制的驱动单元55移动。
当驱动单元55向左移动集成的投影透镜单元53和反射镜54时，如图5A所示，图像的发射方向朝着图像被投影到其上的屏幕的下方移动。
另一方面，当驱动单元55向右移动集成的投影透镜单元53和反射镜54时，如图5B所示，图像的发射方向朝着屏幕的上方移动。
这样一来，根据本发明的第一实施例，通过重新布置投影仪的照明系统和微型装置，亦即，通过在投影透镜单元53的下游端布置反射镜54，以便在和光的入射方向垂直的方向上发射光，可以减少投影仪的厚度。
同样，根据本发明的第一实施例，通过集成投影透镜单元53和反射镜54，以便它们同时可移动，可以减少反射镜54的尺寸。因此，能够减少投影仪的总的尺寸。
这是因为，在固定反射镜54以致于只有投影透镜单元53可移动的情况下，必须增加反射镜54的尺寸。
图6是显示根据本发明的第二实施例的投影仪的构造的示意图，图7是显示图6中显示的投影透镜单元和反射镜的示意图。
如图6所示，根据本发明的第二实施例的投影仪主要包括：照明单元61；微型装置62；投影透镜单元63；反射镜64；第一和第二驱动单元65和66；以及控制器67。
本发明的第二实施例和本发明的第一实施例的不同之处在于，投影透镜单元63和反射镜64彼此分开，以便它们分别由第一和第二驱动单元65和66移动。
在这种情况下，投影透镜单元63和反射镜64可以分别具有不同的移动方向和不同的移动距离。
图8A和8B是显示图7中显示的投影透镜单元和反射镜的移动的示意图。
如图8A和8B所示，彼此分开的投影透镜单元63和反射镜64，在垂直于入射光的光轴的方向上，分别由机械或电控制的第一和第二驱动单元65和66移动。
由于以独立的方式移动投影透镜单元63和反射镜64，所以可以细致地调节投影仪的图像发射方向。同样可以进一步减少反射镜64的尺寸。
如从上面的描述很明显的那样，本发明提供了一种投影仪，其包括光学系统，所述光学系统具有能够减少投影仪的厚度的布置，以便投影仪能够方便地安装在最小的安装空间中。
根据本发明，还可以调节投影仪的图像发射方向，因为投影仪的投影透镜单元和反射镜是可移动的。
另外，由于根据本发明能够获得薄型投影仪，所以可以在不同的地方方便地安装投影仪。
对于本领域技术人员将会很明显，在不背离本发明的精神或范围的情况下，本发明能够进行各种修改和改变。这样一来，本发明意欲涵盖本发明的修改和改变，假如它们在附加的权利要求及其等同物的范围之内的话。

Claims (20)

1.一种投影仪，包括：
照明单元，用于发射生成的光；
微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；
投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；
反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；以及
驱动单元，用于移动所述投影透镜单元和所述反射镜，从而调节所述向外发射的图像的发射方向。
2.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述微型装置是液晶显示(LCD)板、硅基液晶(LCOS)板或数字微镜装置(DMD)板。
3.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元包括：
主透镜组，用于发射运载所述产生的图像的光；
补偿透镜组，用于补偿从所述主透镜组发射的光；
变焦透镜组，用于调节从所述补偿透镜组发射的光的焦距；以及
焦点调节透镜组，用于调节从所述变焦透镜组发射的光的焦点。
4.根据权利要求3所述的投影仪，其中，以对齐的方式平行于在所述投影透镜单元上入射的光的中心轴布置所述主透镜组、所述补偿透镜组、所述变焦透镜组和所述焦点调节透镜组。
5.根据权利要求3所述的投影仪，其中，所述变焦透镜组在平行于所述入射光的所述中心轴的方向上可移动，以调节所述图像的焦点。
6.根据权利要求3所述的投影仪，其中，所述焦点调节透镜组在平行于所述入射光的所述中心轴的方向上可移动，以调节所述图像的焦距。
7.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述反射镜包括全反射镜或棱镜。
8.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜集成在一起，以便所述投影透镜单元和所述反射镜可由所述驱动单元同时移动。
9.根据权利要求8所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜具有相同的移动方向和相同的移动距离。
10.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜彼此分开，以便所述投影透镜单元和所述反射镜由所述驱动单元独立移动。
11.根据权利要求10所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜分别具有不同的移动方向和不同的移动距离。
12.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜在垂直于在所述投影透镜单元上入射的光的中心轴的方向上可移动。
13.根据权利要求1所述的投影仪，其中，机械或电控制所述驱动单元。
14.根据权利要求1所述的投影仪，进一步包括：
控制器，用于控制所述驱动单元。
15.一种投影仪，包括：
照明单元，用于发射生成的光；
微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；
投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；
反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，并且和所述投影透镜单元集成在一起，所述反射镜用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；以及
驱动单元，用于同时移动所述投影透镜单元和所述反射镜，从而调节所述向外发射的图像的发射方向。
16.根据权利要求14所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜具有相同的移动方向和相同的移动距离。
17.根据权利要求14所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜在垂直于在所述投影透镜单元上入射的光的中心轴的方向上可移动。
18.一种投影仪，包括：
照明单元，用于发射生成的光；
微型装置，用于接收来自所述照明单元的所述光，并且使用所述接收的光产生图像；
投影透镜单元，用于发射由所述微型装置产生的所述图像；
反射镜，其布置在所述投影透镜单元的下游端，用于改变从所述投影透镜单元入射到所述反射镜上的光的方向，以便向外发射所述图像；
第一驱动单元，用于在预定方向上移动所述投影透镜单元；
第二驱动单元，用于在预定方向上移动所述反射镜；以及
控制器，用于控制所述第一和第二驱动单元。
19.根据权利要求18所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜分别具有不同的移动方向和不同的移动距离。
20.根据权利要求18所述的投影仪，其中，所述投影透镜单元和所述反射镜在垂直于在所述投影透镜单元上入射的光的中心轴的方向上可移动。
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