CN1928705A - 具有防散射构件的投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种投影仪，其具有光源和显示装置，显示装置通过利用从光源发射出的光来产生图像。投影透镜投射由显示装置产生的图像。防散射构件设置在显示装置和投影透镜之间，用于将图像从显示装置引导至投影透镜，并且其具有表面处理过的圆筒形。因此，所述投影仪通过阻挡反射和散射的光来提供相对清晰的图像。

Description

具有防散射构件的投影仪
本申请要求于2005年9月5日提交到韩国知识产权局的第2005-0082192号韩国专利申请的利益，通过引用将上述申请的全部内容包含于此。
                        技术领域
本发明涉及一种投影仪。更具体地讲，本发明涉及一种用于形成相对清晰的图像的投影仪。
                        背景技术
通常，用于形成图像的显示设备包括具有显示装置的光学系统和为光学系统提供光的光源，从而将由显示装置形成的图像放大和投射到屏幕上。根据显示方法和可视类型，显示设备可被分为多种类型。
根据显示方法，显示设备可分为CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示)、DLP(数字光处理)和PDP(等离子显示板)设备。CRT通过使用电子枪射出光线在被荧光材料覆盖的表面上撞击来显示图像。LCD通过将电流提供给由小像素组成的薄面板上的电极来显示图像。DLP使用数字装置，通过电路板来决定对在DMD(数字微镜装置)的表面上反射的光的阻挡和开放。PDP使用气体放电原理。
根据可视类型，显示装置可分为直接观察投影图像的直视型图像显示装置和间接观察投影图像的投影型图像显示装置。
通常，投影仪包括光学系统和光源，光学系统包括显示装置，例如DMD，光源给光学系统提供光，从而将由显示装置形成的图像放大和投射到屏幕上。另外，投影仪可分类为使用一个显示器的单面板型和使用三个显示器的三面板型。近来，正开发各种技术以使得传统的投影仪更加紧凑、轻巧和高质量。具体地讲，已做出积极的努力以将图像清晰地投射到屏幕上。
为了获得高分辨率的投影图像，在日本专利首次公布第04-305637号(1992年10月28日)公开了一种投射型LCD。传统的发明具有投射光源单元、LCD和投射光学系统，投射光学系统具有与投影透镜一体地形成的散射光去除装置，投影透镜的F值(焦距/透镜的有效直径)在5至22的范围内。在具有这种结构的传统发明中，通过将散射光去除装置与投影透镜形成一体来防止投射光的散射，可使投射型LCD小型化，从而通过相对简单的透镜构造来获得高分辨率的图像。
但是，在这种投影仪中，光学系统壳用于容纳光学系统，例如投射光源单元、LCD、投射光学系统等，而不是形成光学系统的外观的壳。在这个光学系统壳中，光不仅从光学系统中投射出来而且从光学系统壳内的装置的内壁反射和散射出来，从而影响光路和产生散射光，从而导致差的图像显示在屏幕上。
因此，需要具有防散射构件的投影仪，其能够阻止反射和散射的光从而提供提高质量的投射图像。
                        发明内容
本发明的目的在于提供一种用于通过阻挡反射光和散射光来提供相对清晰的图像的投影仪。
本发明的其他目的将在以下描述中被阐述，从该描述中，一部分将变得清楚，或者可通过本发明的实施学习到。
上述和其他目的可通过提供一种投影仪来基本实现，该投影仪包括：至少一个光源；显示装置，通过利用从所述至少一个光源发射出的光来产生图像；投影透镜，投射由显示装置产生的图像；防散射构件，设置在显示装置和投影透镜之间，用于将图像从显示装置导向至投影透镜，并且该防散射构件的表面经过表面处理，以基本防止光的反射和散射。
根据本发明的一方面，所述防散射构件具有多面体形状，其截面大于光路的截面，以便将光路容纳在防散射构件内。
根据本发明的一方面，所述防散射构件呈圆筒形。
根据本发明的一方面，反射镜将从所述至少一个光源发射出的光反射到显示装置上。
根据本发明的一方面，切除部分形成在防散射构件的一个区域中，使得防散射构件基本上不与从所述至少一个光源到反射镜的光路发生干涉。
根据本发明的一方面，在防散射构件的一个区域中形成有镜子容纳部分，从而防散射构件不与反射镜发生干涉。
根据本发明的一方面，防散射构件由铝制成。
根据本发明的一方面，防散射构件由弹簧钢制成。
根据本发明的一方面，显示装置具有至少一个DMD(数字微镜装置)。
上述和其他目的可通过提供一种投影仪来基本实现，该投影仪包括：至少一个光源；显示装置，通过利用从所述至少一个光源发射出的光来产生图像。投影透镜，投射由显示装置产生的图像；反射镜，将从所述至少一个光源发射的光反射到显示装置上；防散射构件，设置在显示装置和投影透镜之间，用于将图像从显示装置导向到投影透镜，所述防散射构件包括：表面，经过表面处理从而基本上防止光的反射和散射；切除部分，形成在防散射构件的一个区域内，从而防散射构件不与从所述至少一个光源至反射镜的光路发生干涉；镜子容纳部分，形成在防散射构件的一个区域内，从而防散射构件不与反射镜发生干涉。
从以下结合附图进行的详细描述中，本发明的其他方面、优点和显著特点将变得清楚，所述详细描述公开了本发明的优选示例性实施例。
                          附图说明
附图用于提供对本发明的进一步理解并且被包含于此和构成本申请的一部分，附图阐述了本发明的示例性实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是结合了普通投影仪的光学系统壳的透视图；
图2是表示根据本发明的示例性实施例的投影仪的光学系统的示意图；
图3是防散射构件的透视图；
图4是表示光学系统的光路的示意图；
在整个附图中，相同的附图标记应被理解为指代相同的部件、组件和结构。
                        具体实施方式
现在，将详细描述本发明的实施例，其例子表示在附图中。以下参照附图描述示例性实施例以解释本发明。
如图1和图2所示，根据本发明示例性实施例的投影仪包括发射光的光源20a和20b。显示装置60通过使用来自光源20a和20b的光来产生图像。投影透镜65投射由显示装置60产生的图像。被表面处理过并被布置在显示装置60和投影透镜65之间的圆筒形防散射构件70将来自显示装置60的图像引导至投影透镜65。如图2所示，投影仪10可包括：会聚透镜30a和30b，平行地会聚来自光源20a和20b的光；分色镜40，根据光的波长透射和反射光；复眼透镜45，使光的亮度基本均匀。投影仪10包括容纳这些组件的光学系统壳11。以下，根据本发明的示例性实施例，描述具有一个形成图像的显示装置60的单一面板型来作为投影型显示器的例子。
如图1和图2所示，光源20a和20b可包括用于发射光的多个LED(发光二极管)。光源20a和20b被光源板23和25驱动。光源20a和20b可具有分别发射出红光、绿光和蓝光的多个LED，并且光源20a和20b连接到支撑和操作LED的各光源板23和25。例如，发射绿光的LED被第一光源板23支撑，发射蓝光和红光的LED被第二光源板25支撑。热辐射板(未示出)可被设置在各光源板23和25的一侧，用于辐射从LED产生的热。另一方面，光源20a和20b可设置有弧形放电灯，例如汞灯、金属卤化物灯或氙气灯来代替LED。必要的话，还可设置反射来自光源20a和20b的光的反射板21a和21b。
如图2所示，会聚透镜30a和30b被设置在光源20a和20b与分色镜40之间，并且平行地会聚从光源20a和20b发射的光。
如图2所示，分色镜40被设置在光源20a和20b与反射镜50之间，并且根据来自光源20a和20b的光的波长选择性地反射和透射光。分色镜40具有反射表面，在该反射表面上，具有高折射率的硫化锌(ZnS)或者氧化钛(TiO2)和具有低折射率的氟化镁(MgF2)作为薄膜交替地沉积，通过控制膜的数量和厚度，根据波长来控制反射特性。例如，分色镜40透射绿光并且反射蓝光和红光。
如图2所示，复眼透镜45设置在分色镜40和反射镜50之间，并且通过使光的亮度基本上均匀从而在小空间中提供大屏幕。复眼透镜45包括各自具有基本上矩形的横截面形状的微透镜。
如图2所示，反射镜50设置在复眼透镜45和场镜55之间，并且将从光源20a和20b发射出的光反射到场镜55。
如图2所示，场镜55设置在反射镜50和显示装置60之间并且将从光源20a和20b发射出的光无损地发射到显示装置60。
如图2所示，显示装置60通过使用从光源20a和20b发射出的光来产生图像。显示装置60可包括DMD(数字微镜装置)。DMD为整合了几十万微驱动镜的半导体芯片，其使用发射的光来产生图像。在DMD中，几十万镜子每秒转动五十万次以上，数字地控制光。具有DMD的投影仪控制在微驱动镜上的光的反射时间周期并投射光，从而高效率地使用光。当显示装置60具有一个DMD时，将在以下描述的防散射构件70可安装在显示装置60和投影透镜65之间的空间中。但是，当显示装置60具有三个DMD时，其中，在显示装置60和投影透镜65之间包括棱镜，在棱镜和投影透镜65之间没有空间，因此，很难将防散射构件70置于其间。但是，必要的话，防散射构件70可选择性地安装在光源20a和20b与反射镜50之间的空间中。
如图2所示，投影透镜65放大由显示装置60形成的图像并将图像投射到屏幕(未示出)上。必要的话，投影透镜65可选择性地包括对图像的放大和缩小功能以及屏幕聚焦功能。
如图2和图3所示，防散射构件70设置在显示装置60和投影透镜65之间，用于将来自显示装置60的图像导向到投影透镜65。防散射构件70具有经过表面处理的圆筒形。防散射构件70最好呈多面体形状，其截面大于光路的横截面，从而通过将光路容纳在圆筒中来引导图像。考虑到成本、大小等，所述多面体形状最好是圆筒形。在与从光源20a和20b向反射镜50传播的光路干涉的防散射构件70的区域内形成切除部分71。在与反射镜50干涉的区域内形成有镜子容纳部分73。防散射构件70最好由金属制成，包括铝，另一方面，其也可由弹簧钢制成。防散射构件70用平滑的黑色进行表面处理，以防止光和图像被反射和被散射。因此，防散射构件70基本防止从光源20a和20b发射出的被反射和被散射的光影响从显示装置60投射到投影透镜65上的图像，并且防散射构件70阻挡从装置的内壁反射和散射的光，从而在屏幕上提供清晰的图像。
如图3所示，将与从光源20a和20b传播到反射镜50的光路发生干涉的防散射构件70的区域切除，从而形成切除部分71。优选地，切除部分71呈多边形。在小型投影仪中需要所述切除部分71，使得在投影仪10的有限的内部空间内，防散射构件70不与光路发生干涉。因此，根据投影仪10的大小，可不用形成切除部分71。
如图3所示，通过将防散射构件70的与反射镜50干涉的区域切除来形成镜子容纳部分73。在小型投影仪中，需要镜子容纳部分73，这样，在投影仪10的有限的内部空间中，防散射构件70不与反射镜50发生干涉。因此，根据投影仪10的大小，可不形成镜子容纳部分73。
根据这种结构，以下将参照图4描述根据本发明示例性实施例的投影仪10的光路和操作。
首先，各个光源板23和25操作例如LED或汞灯的光源20a和20b以发射光。来自光源20a和20b的光的一部分可通过反射板21a和21b反射到会聚透镜30a和30b(图2)上。会聚透镜30a和30b(图2)平行地会聚发射出的光线。分色镜40根据光的波长选择性地透射光或反射光。例如，分色镜40可透射绿光并且反射蓝光和红光。
通过复眼透镜45的具有基本均匀的亮度的光被反射镜50反射并且通过场镜55到达显示装置60。
在上述过程中，来自光源20a和20b的光被散射或者被反射到光路之外的装置上。
显示装置60利用发射出的光产生图像，并且按照预定角度将光引导至投影透镜65。防散射构件70(图2)被安装在显示装置60和投影透镜65之间，以将图像朝着透射透镜65引导。即，从光源20a和20b引导至反射镜50的光路和从显示装置60到投影透镜65的图像路径互相不重合，并且防散射构件70(图2)和光路可能由于投影仪10中的有限空间而发生干涉。防散射构件70(图2)基本防止投射图像的反射和散射，并且阻挡从各种装置反射和散射的光的流入。投影透镜65将图像放大和投射到屏幕上。因此，在图像周围散射的光减少或者被去除了，从而可获得清晰的图像。
如上所述，根据本发明示例性实施例的方面，防散射构件70不仅有效地减少或者防止从光源发射出的光的影响而且有效地减少或者防止从光学系统的内壁反射和散射的光的影响，从而形成相对清晰的图像。
本领域技术人员将清楚，在不脱离本发明的精神或者范围的情况下，可对本发明作出各种修改和改变。因此，本发明意图包括在权利要求及其等同物的范围内出现的对本发明的修改和改变。

Claims (15)

1、一种投影仪，包括：
至少一个光源；
显示装置，通过利用从所述至少一个光源发射出的光来产生图像；
投影透镜，投射由显示装置产生的图像；
防散射构件，设置在显示装置和投影透镜之间，用于将图像从显示装置导向至投影透镜，并且该防散射构件的表面经过表面处理，以基本防止光的反射和散射。
2、如权利要求1所述的投影仪，其中，防散射构件具有多面体形状，其截面大于光路的截面，以便将光路容纳在该防散射构件内。
3、如权利要求2所述的投影仪，其中，
防散射构件呈圆筒形。
4、如权利要求1或者3所述的投影仪，还包括：
反射镜，将从所述至少一个光源发射出的光反射到显示装置上。
5、如权利要求4所述的投影仪，其中，
在防散射构件的一个区域中形成有切除部分，使得防散射构件基本上不与从所述至少一个光源到反射镜的光路发生干涉。
6、如权利要求4所述的投影仪，其中，
在防散射构件的一个区域中形成有镜子容纳部分，使得防散射构件不与反射镜发生干涉。
7、如权利要求1所述的投影仪，其中，
防散射构件由铝制成。
8、如权利要求1所述的投影仪，其中，
防散射构件由弹簧钢制成。
9、如权利要求1所述的投影仪，其中，
显示装置具有至少一个数字微镜装置。
10、一种投影仪，包括：
至少一个光源；
显示装置，通过利用从所述至少一个光源发射出的光来产生图像。
投影透镜，投射由显示装置产生的图像；
反射镜，将从所述至少一个光源发射的光反射到显示装置上；
防散射构件，设置在显示装置和投影透镜之间，用于将图像从显示装置导向到投影透镜，所述防散射构件包括：
表面，经过表面处理从而基本上防止光的反射和散射；
切除部分，形成在防散射构件的一个区域内，使得防散射构件基本上不与从所述至少一个光源至反射镜的光路发生干涉；
镜子容纳部分，形成在防散射构件的一个区域内，使得防散射构件不与反射镜发生干涉。
11、如权利要求10所述的投影仪，其中，
防散射构件呈多面体形，其截面大于光路的截面，以便将光路容纳在所述防散射构件内。
12、如权利要求11所述的投影仪，其中，
防散射构件呈圆筒形。
13、如权利要求10所述的投影仪，其中，
防散射构件由铝制成。
14、如权利要求10所述的投影仪，其中，
防散射构件由弹簧钢制成。
15、如权利要求10所述的投影仪，其中，
显示装置具有至少一个数字微镜装置。
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C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication