具有防散射構件的投影儀的製作方法
2023-05-02 02:03:16
專利名稱：具有防散射構件的投影儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種投影儀。更具體地講，本發明涉及一種用於形成相對清晰的圖像的投影儀。
背景技術：
通常，用於形成圖像的顯示設備包括具有顯示裝置的光學系統和為光學系統提供光的光源，從而將由顯示裝置形成的圖像放大和投射到屏幕上。根據顯示方法和可視類型，顯示設備可被分為多種類型。
根據顯示方法，顯示設備可分為CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示)、DLP(數字光處理)和PDP(等離子顯示板)設備。CRT通過使用電子槍射出光線在被螢光材料覆蓋的表面上撞擊來顯示圖像。LCD通過將電流提供給由小像素組成的薄面板上的電極來顯示圖像。DLP使用數字裝置，通過電路板來決定對在DMD(數字微鏡裝置)的表面上反射的光的阻擋和開放。PDP使用氣體放電原理。
根據可視類型，顯示裝置可分為直接觀察投影圖像的直視型圖像顯示裝置和間接觀察投影圖像的投影型圖像顯示裝置。
通常，投影儀包括光學系統和光源，光學系統包括顯示裝置，例如DMD，光源給光學系統提供光，從而將由顯示裝置形成的圖像放大和投射到屏幕上。另外，投影儀可分類為使用一個顯示器的單面板型和使用三個顯示器的三面板型。近來，正開發各種技術以使得傳統的投影儀更加緊湊、輕巧和高質量。具體地講，已做出積極的努力以將圖像清晰地投射到屏幕上。
為了獲得高解析度的投影圖像，在日本專利首次公布第04-305637號(1992年10月28日)公開了一種投射型LCD。傳統的發明具有投射光源單元、LCD和投射光學系統，投射光學系統具有與投影透鏡一體地形成的散射光去除裝置，投影透鏡的F值(焦距/透鏡的有效直徑)在5至22的範圍內。在具有這種結構的傳統發明中，通過將散射光去除裝置與投影透鏡形成一體來防止投射光的散射，可使投射型LCD小型化，從而通過相對簡單的透鏡構造來獲得高解析度的圖像。
但是，在這種投影儀中，光學系統殼用於容納光學系統，例如投射光源單元、LCD、投射光學系統等，而不是形成光學系統的外觀的殼。在這個光學系統殼中，光不僅從光學系統中投射出來而且從光學系統殼內的裝置的內壁反射和散射出來，從而影響光路和產生散射光，從而導致差的圖像顯示在屏幕上。
因此，需要具有防散射構件的投影儀，其能夠阻止反射和散射的光從而提供提高質量的投射圖像。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於通過阻擋反射光和散射光來提供相對清晰的圖像的投影儀。
本發明的其他目的將在以下描述中被闡述，從該描述中，一部分將變得清楚，或者可通過本發明的實施學習到。
上述和其他目的可通過提供一種投影儀來基本實現，該投影儀包括至少一個光源；顯示裝置，通過利用從所述至少一個光源發射出的光來產生圖像；投影透鏡，投射由顯示裝置產生的圖像；防散射構件，設置在顯示裝置和投影透鏡之間，用於將圖像從顯示裝置導向至投影透鏡，並且該防散射構件的表面經過表面處理，以基本防止光的反射和散射。
根據本發明的一方面，所述防散射構件具有多面體形狀，其截面大於光路的截面，以便將光路容納在防散射構件內。
根據本發明的一方面，所述防散射構件呈圓筒形。
根據本發明的一方面，反射鏡將從所述至少一個光源發射出的光反射到顯示裝置上。
根據本發明的一方面，切除部分形成在防散射構件的一個區域中，使得防散射構件基本上不與從所述至少一個光源到反射鏡的光路發生幹涉。
根據本發明的一方面，在防散射構件的一個區域中形成有鏡子容納部分，從而防散射構件不與反射鏡發生幹涉。
根據本發明的一方面，防散射構件由鋁製成。
根據本發明的一方面，防散射構件由彈簧鋼製成。
根據本發明的一方面，顯示裝置具有至少一個DMD(數字微鏡裝置)。
上述和其他目的可通過提供一種投影儀來基本實現，該投影儀包括至少一個光源；顯示裝置，通過利用從所述至少一個光源發射出的光來產生圖像。投影透鏡，投射由顯示裝置產生的圖像；反射鏡，將從所述至少一個光源發射的光反射到顯示裝置上；防散射構件，設置在顯示裝置和投影透鏡之間，用於將圖像從顯示裝置導向到投影透鏡，所述防散射構件包括表面，經過表面處理從而基本上防止光的反射和散射；切除部分，形成在防散射構件的一個區域內，從而防散射構件不與從所述至少一個光源至反射鏡的光路發生幹涉；鏡子容納部分，形成在防散射構件的一個區域內，從而防散射構件不與反射鏡發生幹涉。
從以下結合附圖進行的詳細描述中，本發明的其他方面、優點和顯著特點將變得清楚，所述詳細描述公開了本發明的優選示例性實施例。
附圖用於提供對本發明的進一步理解並且被包含於此和構成本申請的一部分，附圖闡述了本發明的示例性實施例並且與說明書一起用於解釋本發明的原理。
圖1是結合了普通投影儀的光學系統殼的透視圖；圖2是表示根據本發明的示例性實施例的投影儀的光學系統的示意圖；圖3是防散射構件的透視圖；圖4是表示光學系統的光路的示意圖；在整個附圖中，相同的附圖標記應被理解為指代相同的部件、組件和結構。
具體實施例方式
現在，將詳細描述本發明的實施例，其例子表示在附圖中。以下參照附圖描述示例性實施例以解釋本發明。
如圖1和圖2所示，根據本發明示例性實施例的投影儀包括發射光的光源20a和20b。顯示裝置60通過使用來自光源20a和20b的光來產生圖像。投影透鏡65投射由顯示裝置60產生的圖像。被表面處理過並被布置在顯示裝置60和投影透鏡65之間的圓筒形防散射構件70將來自顯示裝置60的圖像引導至投影透鏡65。如圖2所示，投影儀10可包括會聚透鏡30a和30b，平行地會聚來自光源20a和20b的光；分色鏡40，根據光的波長透射和反射光；複眼透鏡45，使光的亮度基本均勻。投影儀10包括容納這些組件的光學系統殼11。以下，根據本發明的示例性實施例，描述具有一個形成圖像的顯示裝置60的單一面板型來作為投影型顯示器的例子。
如圖1和圖2所示，光源20a和20b可包括用於發射光的多個LED(發光二極體)。光源20a和20b被光源板23和25驅動。光源20a和20b可具有分別發射出紅光、綠光和藍光的多個LED，並且光源20a和20b連接到支撐和操作LED的各光源板23和25。例如，發射綠光的LED被第一光源板23支撐，發射藍光和紅光的LED被第二光源板25支撐。熱輻射板(未示出)可被設置在各光源板23和25的一側，用於輻射從LED產生的熱。另一方面，光源20a和20b可設置有弧形放電燈，例如汞燈、金屬滷化物燈或氙氣燈來代替LED。必要的話，還可設置反射來自光源20a和20b的光的反射板21a和21b。
如圖2所示，會聚透鏡30a和30b被設置在光源20a和20b與分色鏡40之間，並且平行地會聚從光源20a和20b發射的光。
如圖2所示，分色鏡40被設置在光源20a和20b與反射鏡50之間，並且根據來自光源20a和20b的光的波長選擇性地反射和透射光。分色鏡40具有反射表面，在該反射表面上，具有高折射率的硫化鋅(ZnS)或者氧化鈦(TiO2)和具有低折射率的氟化鎂(MgF2)作為薄膜交替地沉積，通過控制膜的數量和厚度，根據波長來控制反射特性。例如，分色鏡40透射綠光並且反射藍光和紅光。
如圖2所示，複眼透鏡45設置在分色鏡40和反射鏡50之間，並且通過使光的亮度基本上均勻從而在小空間中提供大屏幕。複眼透鏡45包括各自具有基本上矩形的橫截面形狀的微透鏡。
如圖2所示，反射鏡50設置在複眼透鏡45和場鏡55之間，並且將從光源20a和20b發射出的光反射到場鏡55。
如圖2所示，場鏡55設置在反射鏡50和顯示裝置60之間並且將從光源20a和20b發射出的光無損地發射到顯示裝置60。
如圖2所示，顯示裝置60通過使用從光源20a和20b發射出的光來產生圖像。顯示裝置60可包括DMD(數字微鏡裝置)。DMD為整合了幾十萬微驅動鏡的半導體晶片，其使用發射的光來產生圖像。在DMD中，幾十萬鏡子每秒轉動五十萬次以上，數字地控制光。具有DMD的投影儀控制在微驅動鏡上的光的反射時間周期並投射光，從而高效率地使用光。當顯示裝置60具有一個DMD時，將在以下描述的防散射構件70可安裝在顯示裝置60和投影透鏡65之間的空間中。但是，當顯示裝置60具有三個DMD時，其中，在顯示裝置60和投影透鏡65之間包括稜鏡，在稜鏡和投影透鏡65之間沒有空間，因此，很難將防散射構件70置於其間。但是，必要的話，防散射構件70可選擇性地安裝在光源20a和20b與反射鏡50之間的空間中。
如圖2所示，投影透鏡65放大由顯示裝置60形成的圖像並將圖像投射到屏幕(未示出)上。必要的話，投影透鏡65可選擇性地包括對圖像的放大和縮小功能以及屏幕聚焦功能。
如圖2和圖3所示，防散射構件70設置在顯示裝置60和投影透鏡65之間，用於將來自顯示裝置60的圖像導向到投影透鏡65。防散射構件70具有經過表面處理的圓筒形。防散射構件70最好呈多面體形狀，其截面大於光路的橫截面，從而通過將光路容納在圓筒中來引導圖像。考慮到成本、大小等，所述多面體形狀最好是圓筒形。在與從光源20a和20b向反射鏡50傳播的光路幹涉的防散射構件70的區域內形成切除部分71。在與反射鏡50幹涉的區域內形成有鏡子容納部分73。防散射構件70最好由金屬製成，包括鋁，另一方面，其也可由彈簧鋼製成。防散射構件70用平滑的黑色進行表面處理，以防止光和圖像被反射和被散射。因此，防散射構件70基本防止從光源20a和20b發射出的被反射和被散射的光影響從顯示裝置60投射到投影透鏡65上的圖像，並且防散射構件70阻擋從裝置的內壁反射和散射的光，從而在屏幕上提供清晰的圖像。
如圖3所示，將與從光源20a和20b傳播到反射鏡50的光路發生幹涉的防散射構件70的區域切除，從而形成切除部分71。優選地，切除部分71呈多邊形。在小型投影儀中需要所述切除部分71，使得在投影儀10的有限的內部空間內，防散射構件70不與光路發生幹涉。因此，根據投影儀10的大小，可不用形成切除部分71。
如圖3所示，通過將防散射構件70的與反射鏡50幹涉的區域切除來形成鏡子容納部分73。在小型投影儀中，需要鏡子容納部分73，這樣，在投影儀10的有限的內部空間中，防散射構件70不與反射鏡50發生幹涉。因此，根據投影儀10的大小，可不形成鏡子容納部分73。
根據這種結構，以下將參照圖4描述根據本發明示例性實施例的投影儀10的光路和操作。
首先，各個光源板23和25操作例如LED或汞燈的光源20a和20b以發射光。來自光源20a和20b的光的一部分可通過反射板21a和21b反射到會聚透鏡30a和30b(圖2)上。會聚透鏡30a和30b(圖2)平行地會聚發射出的光線。分色鏡40根據光的波長選擇性地透射光或反射光。例如，分色鏡40可透射綠光並且反射藍光和紅光。
通過複眼透鏡45的具有基本均勻的亮度的光被反射鏡50反射並且通過場鏡55到達顯示裝置60。
在上述過程中，來自光源20a和20b的光被散射或者被反射到光路之外的裝置上。
顯示裝置60利用發射出的光產生圖像，並且按照預定角度將光引導至投影透鏡65。防散射構件70(圖2)被安裝在顯示裝置60和投影透鏡65之間，以將圖像朝著透射透鏡65引導。即，從光源20a和20b引導至反射鏡50的光路和從顯示裝置60到投影透鏡65的圖像路徑互相不重合，並且防散射構件70(圖2)和光路可能由於投影儀10中的有限空間而發生幹涉。防散射構件70(圖2)基本防止投射圖像的反射和散射，並且阻擋從各種裝置反射和散射的光的流入。投影透鏡65將圖像放大和投射到屏幕上。因此，在圖像周圍散射的光減少或者被去除了，從而可獲得清晰的圖像。
如上所述，根據本發明示例性實施例的方面，防散射構件70不僅有效地減少或者防止從光源發射出的光的影響而且有效地減少或者防止從光學系統的內壁反射和散射的光的影響，從而形成相對清晰的圖像。
本領域技術人員將清楚，在不脫離本發明的精神或者範圍的情況下，可對本發明作出各種修改和改變。因此，本發明意圖包括在權利要求及其等同物的範圍內出現的對本發明的修改和改變。
權利要求
1.一種投影儀，包括至少一個光源；顯示裝置，通過利用從所述至少一個光源發射出的光來產生圖像；投影透鏡，投射由顯示裝置產生的圖像；防散射構件，設置在顯示裝置和投影透鏡之間，用於將圖像從顯示裝置導向至投影透鏡，並且該防散射構件的表面經過表面處理，以基本防止光的反射和散射。
2.如權利要求1所述的投影儀，其中，防散射構件具有多面體形狀，其截面大於光路的截面，以便將光路容納在該防散射構件內。
3.如權利要求2所述的投影儀，其中，防散射構件呈圓筒形。
4.如權利要求1或者3所述的投影儀，還包括反射鏡，將從所述至少一個光源發射出的光反射到顯示裝置上。
5.如權利要求4所述的投影儀，其中，在防散射構件的一個區域中形成有切除部分，使得防散射構件基本上不與從所述至少一個光源到反射鏡的光路發生幹涉。
6.如權利要求4所述的投影儀，其中，在防散射構件的一個區域中形成有鏡子容納部分，使得防散射構件不與反射鏡發生幹涉。
7.如權利要求1所述的投影儀，其中，防散射構件由鋁製成。
8.如權利要求1所述的投影儀，其中，防散射構件由彈簧鋼製成。
9.如權利要求1所述的投影儀，其中，顯示裝置具有至少一個數字微鏡裝置。
10.一種投影儀，包括至少一個光源；顯示裝置，通過利用從所述至少一個光源發射出的光來產生圖像。投影透鏡，投射由顯示裝置產生的圖像；反射鏡，將從所述至少一個光源發射的光反射到顯示裝置上；防散射構件，設置在顯示裝置和投影透鏡之間，用於將圖像從顯示裝置導向到投影透鏡，所述防散射構件包括表面，經過表面處理從而基本上防止光的反射和散射；切除部分，形成在防散射構件的一個區域內，使得防散射構件基本上不與從所述至少一個光源至反射鏡的光路發生幹涉；鏡子容納部分，形成在防散射構件的一個區域內，使得防散射構件不與反射鏡發生幹涉。
11.如權利要求10所述的投影儀，其中，防散射構件呈多面體形，其截面大於光路的截面，以便將光路容納在所述防散射構件內。
12.如權利要求11所述的投影儀，其中，防散射構件呈圓筒形。
13.如權利要求10所述的投影儀，其中，防散射構件由鋁製成。
14.如權利要求10所述的投影儀，其中，防散射構件由彈簧鋼製成。
15.如權利要求10所述的投影儀，其中，顯示裝置具有至少一個數字微鏡裝置。
全文摘要
本發明涉及一種投影儀，其具有光源和顯示裝置，顯示裝置通過利用從光源發射出的光來產生圖像。投影透鏡投射由顯示裝置產生的圖像。防散射構件設置在顯示裝置和投影透鏡之間，用於將圖像從顯示裝置引導至投影透鏡，並且其具有表面處理過的圓筒形。因此，所述投影儀通過阻擋反射和散射的光來提供相對清晰的圖像。
文檔編號G03B21/00GK1928705SQ20061009575
公開日2007年3月14日 申請日期2006年7月4日 優先權日2005年9月5日
發明者金景煥, 鄭明烈, 姜秉助 申請人:三星電子株式會社