專利名稱：投影透鏡單元及使用該投影透鏡單元的薄投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影儀，并且更加具體地，涉及投影透鏡單元及使用該投影透鏡單元的薄投影儀。
背景技術(shù)：
顯示裝置的最近趨勢是提供大屏幕尺寸和輕且薄。
對于這樣的顯示裝置，投影儀已極大地突出，因為它們能夠?qū)崿F(xiàn)100英寸或以上的大屏幕。
這樣的投影儀是下述顯示裝置，所述顯示裝置將由諸如液晶顯示(LCD)板、硅基液晶(LCOS)板或數(shù)字微鏡裝置(DMD)板之類的微型裝置產(chǎn)生的圖像投影到屏幕上，從而顯示圖像。
一般而言，根據(jù)投影儀中使用的微型裝置的數(shù)目，這樣的投影儀被分類成單面板型、雙面板型或三面板型。
在單面板型投影儀中，以時分方式將白光分離成彩色光成分，并且使分離的彩色光成分照射到單個微型裝置。在雙面板型投影儀中，以空分和時分方式將白光分離成彩色光成分，并且使彩色光成分照射到兩個微型裝置。在三面板型投影儀中，以空分方式將白色光分離成彩色光成分，并且使彩色光成分照射到三個微型裝置。
圖1是顯示普通單面板型投影儀的布置的示意圖。圖2是顯示圖1中顯示的投影儀的外觀的透視圖。
如圖1所示，單面板型投影儀包括光源2；色輪3；光通道4；照明透鏡5和6；微型裝置7；棱鏡8；以及投影透鏡單元1。
在顯示的單面板型投影儀中，從光源2發(fā)射的光被分離成紅、綠和藍光束。分離的光束在穿過光通道4的同時被調(diào)制，以具有統(tǒng)一的亮度。然后在穿過照明透鏡5和6以及棱鏡8之后，光束在微型裝置7上入射。
入射光在穿過微型裝置7的同時運載圖像信號，然后經(jīng)由棱鏡8和投影透鏡單元1被投影到屏幕上。
在具有上述布置的傳統(tǒng)投影儀中，用于以放大的狀態(tài)向外發(fā)射光的投影透鏡單元1和微型裝置7平行地布置，而轉(zhuǎn)換來自光源2的光的透鏡4、5和6以及色輪3，垂直于投影透鏡單元1布置。
如圖2所示，投影透鏡單元1包括多個透鏡，其平行地布置，以便從投影透鏡單元1發(fā)射的光的方向等同于在投影透鏡單元1上入射的光的方向。
由于投影透鏡單元1的這樣的布置，傳統(tǒng)投影儀的光學系統(tǒng)的光學元件布置呈U形。結(jié)果，傳統(tǒng)投影儀具有增加的厚度。
也就是說，傳統(tǒng)的投影儀通常具有矩形正六面體的外觀，以便其頂/底側(cè)面的面積大于其安裝了投影透鏡單元的前側(cè)面的面積，如圖3所示。
結(jié)果，傳統(tǒng)投影儀具有下述問題投影儀的安裝空間存在限制，因為在布置投影透鏡單元的投影儀的前側(cè)的后面必須提供增加的空間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于一種投影透鏡單元以及使用該投影透鏡單元的薄投影儀，它們實質(zhì)上克服了由現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點所引起的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種包括光學系統(tǒng)的投影透鏡單元，所述光學系統(tǒng)具有能夠最小化光學系統(tǒng)的空間的布置，由此減少使用該投影透鏡單元的投影儀的厚度，并且還提供使用該投影透鏡單元的投影儀。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點、目的和特征，部分地在隨后的說明中將會闡明，部分地在檢驗后面時對本領(lǐng)域技術(shù)人員將會變得明顯，或者可以從本發(fā)明的實施中了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可以由在此寫入的說明書和權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)并獲得。
為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體表達并廣泛說明的那樣，投影透鏡單元包括多個透鏡組，用于發(fā)出攜帶圖像的光；反射鏡，其被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涞皆摲瓷溏R上的光的方向。
所述多個透鏡組可以包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組。第一透鏡組可以包括至少一個焦點調(diào)節(jié)透鏡。第二透鏡組可以包括至少一個變焦距透鏡。第三透鏡組可以包括至少一個補償透鏡。第四透鏡組可以包括至少一個主透鏡。
第一透鏡組可以平行于入射到該第一透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦點。第二透鏡組可以平行于入射到該第二透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦距。
反射鏡可以包括全反射鏡或棱鏡。
在本發(fā)明的另一個方面中，薄投影儀包括外殼，其為板狀，包括前側(cè)面、后側(cè)面、頂側(cè)面以及相對的橫向側(cè)面；照明單元，其被布置于外殼的內(nèi)部，該照明單元產(chǎn)生光并發(fā)射所產(chǎn)生的光；微型裝置，其被布置于外殼的內(nèi)部，該微型裝置接收來自所述照明單元的所述光，并且使用所述接收的光產(chǎn)生圖像；投影透鏡單元，其被布置于外殼的內(nèi)部，該投影透鏡單元包括多個透鏡組，用于發(fā)射所述微型裝置產(chǎn)生的圖像；反射鏡，其被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涞皆摲瓷溏R上的光的方向，所述透鏡單元和反射鏡之一被設(shè)置以通過外殼的前側(cè)面外露；固定裝置，用于固定外殼以便該外殼以直立狀態(tài)設(shè)置。
所述外殼可以被附加于墻壁或天花板上，或者可以以直立狀態(tài)被安裝在地板上。外殼的每個橫向側(cè)面可以具有比外殼的前側(cè)面或后側(cè)面小的面積。外殼的頂側(cè)面和底側(cè)面可以具有比外殼的前側(cè)面或后側(cè)面小的面積。
可以理解，本發(fā)明的前述概略說明和后面的詳細說明是示范性的和解釋性的，并且意圖提供如權(quán)利要求那樣的本發(fā)明的進一步的解釋。


被包括以提供本發(fā)明的進一步的理解并且被并入并組成本說明書的一部分的附圖，顯示了本發(fā)明的實施例，并且和說明書一起，用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中
圖1是顯示普通單面板型投影儀的布置的示意圖；圖2是顯示普通投影透鏡單元的布置的示意圖；圖3是顯示圖1中所示的投影儀的外觀的透視圖；圖4A至圖4E分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元的各個實施例的視圖；圖5A是顯示根據(jù)本發(fā)明使用投影透鏡單元的薄投影儀的前側(cè)面的前視圖；圖5B和5C分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的使用投影透鏡單元的薄投影儀的相對側(cè)面的透視圖；圖5D和5E分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的使用投影透鏡單元的薄投影儀的頂側(cè)面和底側(cè)面的透視圖；圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明使用投影透鏡單元的薄投影儀的內(nèi)部的透視圖；圖7A是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“I”形光學系統(tǒng)的前視圖；圖7B是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“I”形光學系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖8A是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“L”形光學系統(tǒng)的前視圖；圖8B是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“L”形光學系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元在薄投影儀中移動方向的示意圖；圖10A是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的壁裝式薄投影儀的后視圖；圖10B是對應(yīng)于圖10A的側(cè)視圖；圖10C是對應(yīng)于圖10A的俯視圖；圖11A和11B是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的頂裝式薄投影儀的側(cè)視圖；圖12A和12B是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的頂裝式薄投影儀的后視圖；
圖13A是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的站立式投影儀的前視圖；圖13B是對應(yīng)于圖13A的后視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地說明，在附圖中顯示了其例子。在任何可能的地方，貫穿附圖將使用相同的參考數(shù)字以指示相同或相似的部件。
本發(fā)明的理念是，通過構(gòu)造投影儀的光學系統(tǒng)，減少投影儀的安裝空間，以便減少投影儀的厚度。
圖4A至圖4E分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元的各個實施例的視圖。
如圖4A至4E所示，根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元包括多個透鏡組和反射鏡13。
反射鏡13被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涔獾姆较颉?br> 反射鏡13可以改變?nèi)肷涞狡渖系墓獾姆较蛞员銖钠浒l(fā)出的光的方向垂直于入射方向。在這種情況下，就有可能通過重新布置投影儀中使用的光學系統(tǒng)和微型裝置來降低投影透鏡單元應(yīng)用于其中的投影儀的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，投影透鏡單元可以包括第一、第二、第三和第四透鏡組。
在這種情況下，第一透鏡組可以包括至少一個焦點調(diào)節(jié)透鏡，第二透鏡組可以包括至少一個變焦距透鏡，第三透鏡組可以包括至少一個補償透鏡，第四透鏡組可以包括至少一個主透鏡。
第一透鏡組可以平行于入射到該第一透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)要顯示的圖像的焦點。
第二透鏡組可以平行于入射到該第二透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦距。
對于反射鏡13，可以使用全反射鏡或棱鏡。
反射鏡13具有其上可涂覆金屬如鋁或銀或者分光材料的反射面。
以下將結(jié)合反射鏡13的不同位置對本發(fā)明的各個實施例進行描述。
圖4A顯示了本發(fā)明的第一個實施例，其中主透鏡組、反射鏡13、補償透鏡組、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以此順序布置。
主透鏡組將攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的入射光發(fā)射到反射鏡13。反射鏡13被布置在主透鏡組的下游，以改變從主透鏡組發(fā)射的光的方向。
補償透鏡組補償從反射鏡13反射的光。變焦距透鏡組調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距。
焦點調(diào)節(jié)透鏡組調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將所形成的光向外發(fā)射。
在這種情況下，補償透鏡組、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以水平對齊的方式平行于從反射鏡13水平反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸布置。
圖4B顯示了本發(fā)明的第二個實施例，其中主透鏡組、補償透鏡組、反射鏡13、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以此順序布置。
主透鏡組發(fā)射攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的入射光。補償透鏡組補償從主透鏡組發(fā)射的光。反射鏡13被布置在補償透鏡組的下游，以改變從補償透鏡組發(fā)射的光的方向。
變焦距透鏡組調(diào)節(jié)從反射鏡13反射的光的焦距。焦點調(diào)節(jié)透鏡組調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將所形成的光向外發(fā)射。
在這種情況下，變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以水平對齊的方式平行于從反射鏡13水平反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸和從補償透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸布置。
圖4C顯示了本發(fā)明的第三個實施例，其中主透鏡組、補償透鏡組、變焦距透鏡組、反射鏡13和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以此順序布置。
主透鏡組發(fā)射攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的入射光。補償透鏡組補償從主透鏡組發(fā)射的光。變焦距透鏡組調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距。
反射鏡13被布置在變焦距透鏡組的下游，以改變從變焦距透鏡組發(fā)射的光的方向。焦點調(diào)節(jié)透鏡組調(diào)節(jié)從反射鏡13反射的光的焦點，并將所形成的光向外發(fā)射。
在這種情況下，焦點調(diào)節(jié)透鏡組以水平對齊的方式平行于從反射鏡13水平反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸、從補償透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸和從變焦距透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸布置。
圖4D顯示了本發(fā)明的第四個實施例，其中主透鏡組、補償透鏡組、第一變焦距透鏡組、反射鏡13、第二變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以此順序布置。
主透鏡組發(fā)射攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的入射光。補償透鏡組補償從主透鏡組發(fā)射的光。第一變焦距透鏡組初次調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距。
反射鏡13被布置在第一變焦距透鏡組的下游，以改變從第一變焦距透鏡組發(fā)射的光的方向。第二變焦距透鏡組二次調(diào)節(jié)從反射鏡13反射的光的焦距。
焦點調(diào)節(jié)透鏡組調(diào)節(jié)從第二變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將所形成的光向外發(fā)射。
在這種情況下，第二變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以水平對齊的方式平行于從反射鏡13水平反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸、從補償透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸和從第一變焦距透鏡組垂直發(fā)射的光的中心軸布置。
圖4E顯示了本發(fā)明的第五個實施例，其中主透鏡組、補償透鏡組、變焦距透鏡組、焦點調(diào)節(jié)透鏡組和反射鏡13以此順序布置。
主透鏡組發(fā)射攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的入射光。補償透鏡組補償從主透鏡組發(fā)射的光。變焦距透鏡組調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距。
焦點調(diào)節(jié)透鏡組調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組反射的光的焦點。反射鏡13被布置在焦點調(diào)節(jié)透鏡組的下游，以改變從焦點調(diào)節(jié)透鏡組發(fā)射的光的方向，并將所形成的光向外發(fā)射。
在這種情況下，主透鏡組、補償透鏡組、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以垂直對齊的方式平行于入射光的中心軸布置。
此后，將描述根據(jù)本發(fā)明的投影儀，其使用了具有根據(jù)本發(fā)明的任一實施例的上述布置的投影透鏡單元。
圖5A是顯示使用了根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元的薄投影儀的前側(cè)面的前視圖，圖5B和5C分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀的相對橫向側(cè)面的透視圖，圖5D和5E分別是顯示根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀的頂側(cè)面和底側(cè)面的透視圖。
如圖5A至5E所示，本發(fā)明的薄投影儀主要包括照明單元、微型裝置和投影透鏡單元。薄投影儀還包括保護投影儀的構(gòu)成組件的外殼。
外殼為板狀并由固定裝置以直立狀態(tài)固定。
可以配置外殼以使得外殼的各個橫向側(cè)面的面積小于該外殼的前側(cè)面或后側(cè)面的面積，或者使得外殼的頂側(cè)面或底側(cè)面的面積小于外殼的前側(cè)面或后側(cè)面的面積。
外殼的前側(cè)面和后側(cè)面可以具有相同或不同的面積。外殼的前側(cè)面可以具有彼此相等或不等的水平和垂直長度。
優(yōu)選外殼具有的厚度為外殼的水平長度的50％或以下。
投影透鏡單元被布置于外殼中，并且包括布置于外殼的前側(cè)面的預(yù)定區(qū)域處的透鏡，以便該透鏡從外殼向外露出，以將圖像投射在布置于投影儀前面的屏幕上。
微型裝置再現(xiàn)圖像并將再現(xiàn)的圖像發(fā)送給投影透鏡單元。照明單元產(chǎn)生光并將產(chǎn)生的光發(fā)送到微型裝置。
下面將詳細描述投影透鏡單元、微型裝置和照明單元。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀的內(nèi)部的透視圖。
如圖6所示，優(yōu)選在本發(fā)明的薄投影儀中，投影透鏡單元被布置于外殼的一個橫向側(cè)面，照明單元被布置于外殼的頂側(cè)面，驅(qū)動投影透鏡單元、照明單元和微型裝置的驅(qū)動電路被布置于外殼的底側(cè)面。
透鏡移位調(diào)節(jié)旋鈕從布置了投影透鏡單元的外殼一橫向側(cè)面向外露出。該透鏡調(diào)節(jié)旋鈕用于移動投影透鏡單元。
同樣優(yōu)選地在布置投影透鏡單元的外殼橫向側(cè)面處以及布置驅(qū)動電路區(qū)域的外殼的底側(cè)面處分別形成進氣口。同樣優(yōu)選地，在布置照明單元區(qū)域的外殼的頂側(cè)面處形成出氣口。
照明單元中所包括的光源可以布置在出氣口下面。
將光源布置于出氣口下面的原因在于與其他元件相比，光源產(chǎn)生大量的熱，因此光源布置于出氣口附近可以實現(xiàn)快速而有效的冷卻。
如果安裝投影儀而使得以反轉(zhuǎn)狀態(tài)或不穩(wěn)定狀態(tài)布置外殼，則由于光源會產(chǎn)生大量熱而可能出現(xiàn)火災(zāi)的危險。
因此，優(yōu)選在外殼中安裝傳感器以檢測外殼的傾斜程度，并且在外殼的傾斜度高于參考傾斜度時切斷提供給照明單元的電能。
傳感器可以是引力感應(yīng)器如陀螺儀傳感器。
為了實現(xiàn)投影儀的冷卻效率的改善，可以分別在投影透鏡單元的上方和下方以及照明單元的下方安裝風扇。
在例示的情況下，可以有多個風扇，即第一風扇布置在投影透鏡單元之上，第二風扇布置在投影透鏡單元下方，第三風扇布置在照明單元的照明透鏡組下方，以及第四風扇布置在照明單元的光源下方。
因此，由第一和第二風扇通過布置于投影儀的橫向側(cè)面和底側(cè)面的進氣口將空氣引入投影儀的內(nèi)部，然后由第三和第四風扇通過布置于投影儀的頂側(cè)面的出氣口將空氣排出。
在特定的氣流路徑設(shè)計中，可以調(diào)整風扇的數(shù)目以有效地冷卻投影儀。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀的光學系統(tǒng)。
盡管為了實現(xiàn)薄投影儀的期望的厚度降低而可以將多種光學系統(tǒng)應(yīng)用于本發(fā)明的薄投影儀，但是根據(jù)本發(fā)明的實施例可以使用“I”形光學系統(tǒng)或者“L”形光學系統(tǒng)。
圖7A是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“I”形光學系統(tǒng)的前視圖，圖7B是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“I”形光學系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖8A是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“L”形光學系統(tǒng)的前視圖，圖8B是顯示根據(jù)本發(fā)明的被包括在薄投影儀中的“L”形光學系統(tǒng)的側(cè)視圖。
如圖7A、7B、8A、8B所示，根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀的光學系統(tǒng)主要包括投影透鏡單元、微型裝置和照明單元，在圖7A和7B或者圖8A和8B的情況都是如此。
投影透鏡單元包括第一透鏡組11、第二透鏡組12和反射鏡13。
第一透鏡組11用于發(fā)射攜帶微型裝置產(chǎn)生的圖像的光。第二透鏡組12被布置為垂直于第一透鏡組11發(fā)出的光的中心軸，并將從第一透鏡組11發(fā)出的光投射到外部屏幕。
反射鏡13被布置在第一透鏡組11和第二透鏡組12之間，用于改變從第一透鏡組11發(fā)出的光的方向以便所述光入射到第二透鏡組12上。
第一透鏡組11可垂直于從第二透鏡組12發(fā)出的光的中心軸移動。第一透鏡組11可以包括至少一個調(diào)節(jié)入射到其上的圖像的焦點的聚焦透鏡。
第二透鏡組12可垂直于從第一透鏡組11發(fā)出的光的中心軸移動。第二透鏡組12可以包括至少一個調(diào)節(jié)入射到其上的圖像的焦距的變焦距透鏡。
投影透鏡單元包括第一和第二透鏡組11和12的整個部分沿外殼的前側(cè)面的垂直方向是可移動的，以調(diào)節(jié)投射到屏幕上的圖像的位置。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡單元在薄投影儀中移動方向的示意圖。如圖9所示，第一透鏡組11可垂直于第二透鏡組12的光軸移動，第二透鏡組12可垂直于第一透鏡組11的光軸移動。
投影透鏡單元包括第一和第二透鏡組11和12的整個部分可垂直于第二透鏡組12的光軸移動，以調(diào)節(jié)投射到屏幕上的圖像的位置。
反射鏡13可以包括全反射鏡或棱鏡。
根據(jù)本發(fā)明，布置第一和第二透鏡組11和12以使得從第一透鏡組11發(fā)出的光的中心軸垂直于從第二透鏡組12發(fā)出的光的中心軸。
優(yōu)選地，第一和第二透鏡組11和12垂直于微型裝置的圖像顯示表面布置。
微型裝置可以是LCD板、LCOS板或DMD板。
同時，照明單元可以包括光源14、第一照明透鏡組16、第二照明透鏡組18和第一棱鏡19。
第一照明透鏡組16用于提供從光源14發(fā)出的光的均勻亮度，第二照明透鏡組18用于會聚從第一照明透鏡組16發(fā)出的光。
第一照明透鏡組16可以包括用于提供光的均勻亮度的光通道和至少一個聚光透鏡。第二照明透鏡組18可以包括至少一個用于會聚光的聚光透鏡。
第一棱鏡19用于使從第二照明透鏡組18發(fā)出的光入射到微型裝置上，并使得從微型裝置發(fā)出的光入射到投影透鏡單元的第一透鏡組11上。
第一棱鏡19可以是內(nèi)部全反射(TIR)棱鏡。優(yōu)選地，第一棱鏡19被布置在微型裝置的圖像顯示表面之上。
照明單元可以進一步包括色輪15，其被布置在光源14和第一照明透鏡組16之間，用于將從光源14發(fā)出的光分離為彩色光成分；鏡面17或第二棱鏡20，其被布置在第一照明透鏡組16和第二照明透鏡組18之間，用于將從第一照明透鏡組16發(fā)出的光反射到第二照明透鏡組18。
在圖7A所示的“I”形光學系統(tǒng)中，使用鏡面17。在圖8A所示的“L”形光學系統(tǒng)中，使用第二棱鏡20。
使用鏡面17或第二棱鏡20的原因在于要分別在不同的光軸上布置第一和第二照明透鏡組，以降低投影儀的總體長度。
也就是說，光源14和第一照明透鏡組16被布置在相同的光軸上，第一和第二照明透鏡組16和18分別被布置在不同的光軸上。
從第一照明透鏡組16發(fā)出的光的光軸相對于從第二照明透鏡組18發(fā)出的光的光軸彎曲預(yù)定的角度。
第二照明透鏡組18和第一棱鏡19被布置在相同的光軸上，以使得光均勻入射到第一棱鏡19上。
第一照明透鏡組16和投影透鏡單元的第一透鏡組11可被布置在相互平行或彼此相交的不同光軸上。
第二照明透鏡組18和投影透鏡單元的第一透鏡組11可被布置得相互垂直。
根據(jù)本發(fā)明的投影儀可以被配置以使得投影儀被附著于墻壁或天花板上。
圖10A是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的壁裝式薄投影儀的后視圖。圖10B是對應(yīng)于圖10A的側(cè)視圖，圖10C是對應(yīng)于圖10A的俯視圖。
如圖10A、10B和10C所示，固定裝置如托架可被用于將本發(fā)明的投影儀安裝在墻壁上。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，固定元件被安裝到薄投影儀的后側(cè)面，并且將托架固定在固定元件上。
托架分別在四個角上具有長圓孔，以便托架可被固定在固定元件上。
圖11A和11B是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的頂裝式薄投影儀的側(cè)視圖。圖11A顯示了投影儀的折疊狀態(tài)，其中投影儀不能工作，而圖11B則顯示了投影儀的展開狀態(tài)，其中投影儀能工作。
如圖11A和11B所示，本發(fā)明的投影儀通過安裝在投影儀的頂側(cè)面的固定裝置可以被附著于天花板上。
在這種情況下，固定裝置可以包括支架和鉸鏈，以允許投影儀為可鉸接的。
圖12A和12B是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的頂裝式薄投影儀的后視圖。
如圖12A和12B所示，支撐裝置被安裝在投影儀的后側(cè)面以將投影儀安裝到天花板上。
支撐裝置包括固定在投影儀的后側(cè)面上的托架、連接在托架上的下凸緣、連接在下凸緣上的支架和連接在支架上的上凸緣，其被固定在天花板上。
本發(fā)明的投影儀可以被配置以直立狀態(tài)安裝在地板上。
圖13A是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的站立式投影儀的前視圖，圖13B是對應(yīng)于圖13A的后視圖。
如圖13A和13B所示，通過支撐裝置，本發(fā)明的投影儀可以以直立狀態(tài)站立在地板上。
在這種情況下，支撐裝置可以包括支架和頸狀物，頸狀物被不變地安裝在投影儀的后側(cè)面上。
同時，根據(jù)本發(fā)明的薄投影儀可以被制造成具有多種形狀。
例如本發(fā)明的薄投影儀可以為具有小的厚度的橢圓形、圓形、三角形或多角形。
根據(jù)上述描述很顯然，本發(fā)明提供了一種薄投影儀，其包括具有能夠減少投影儀的厚度的布置的光學系統(tǒng)，這使得投影儀能夠方便地以極小的安裝空間安裝。
根據(jù)本發(fā)明，薄投影儀包括可移動的投影透鏡。因此，能夠方便地調(diào)節(jié)光的發(fā)射方向。
根據(jù)本發(fā)明，在投影儀被不正確地或不穩(wěn)定地安裝時，可以使用傳感器來阻止投影儀工作，因此能夠消除火災(zāi)等危險。
因為根據(jù)本發(fā)明可以實現(xiàn)投影儀的薄化，因此在各種空間中都有可能方便地安裝投影儀。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會很明顯，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在本發(fā)明中能夠進行各種修改和改變。這樣一來，本發(fā)明意欲涵蓋本發(fā)明的修改和改變，假如它們在附加的權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)的話。
權(quán)利要求
1.一種投影透鏡單元，包括多個透鏡組，用于發(fā)射攜帶圖像的光；反射鏡，其被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涞剿龇瓷溏R上的光的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡單元，其中所述多個透鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的投影透鏡單元，其中所述第一透鏡組包括至少一個焦點調(diào)節(jié)透鏡；所述第二透鏡組包括至少一個變焦距透鏡；所述第三透鏡組包括至少一個補償透鏡，以及所述第四透鏡組包括至少一個主透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的投影透鏡單元，其中所述第一透鏡組可以平行于入射到所述第一透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦點。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的投影透鏡單元，其中所述第二透鏡組可以平行于入射到所述第二透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡單元，其中所述反射鏡包括全反射鏡或棱鏡。
7.一種投影透鏡單元，包括主透鏡組，用于發(fā)射攜帶產(chǎn)生的圖像的光；反射鏡，其被布置在主透鏡組的下游，用于改變從主透鏡組發(fā)射的光的方向；補償透鏡組，用于補償從反射鏡反射的光；變焦距透鏡組，用于調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距；以及焦點調(diào)節(jié)透鏡組，用于調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將調(diào)節(jié)了焦點的光向外發(fā)射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的投影透鏡單元，其中補償透鏡組、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以對齊的方式平行于從反射鏡反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組發(fā)射的光的中心軸布置。
9.一種投影透鏡單元，包括主透鏡組，用于發(fā)射攜帶產(chǎn)生的圖像的光；補償透鏡組，用于補償從主透鏡組發(fā)射的光；反射鏡，其被布置在補償透鏡組的下游，用于改變從補償透鏡組發(fā)射的光的方向；變焦距透鏡組，用于調(diào)節(jié)從反射鏡反射的光的焦距；以及焦點調(diào)節(jié)透鏡組，用于調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將調(diào)節(jié)了焦點的光向外發(fā)射。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的投影透鏡單元，其中變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以對齊的方式平行于從反射鏡反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組發(fā)射的光的中心軸和從補償透鏡組發(fā)射的光的中心軸布置。
11.一種投影透鏡單元，包括主透鏡組，用于發(fā)射攜帶產(chǎn)生的圖像的光；補償透鏡組，用于補償從主透鏡組發(fā)射的光；變焦距透鏡組，用于調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距；反射鏡，其被布置在變焦距透鏡組的下游，用于改變從變焦距透鏡組發(fā)射的光的方向；以及焦點調(diào)節(jié)透鏡組，用于調(diào)節(jié)從反射鏡反射的光的焦點，并將調(diào)節(jié)了焦點的光向外發(fā)射。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的投影透鏡單元，其中，焦點調(diào)節(jié)透鏡組以對齊的方式平行于從反射鏡反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組發(fā)射的光的中心軸、從補償透鏡組發(fā)射的光的中心軸和從變焦距透鏡組發(fā)射的光的中心軸布置。
13.一種投影透鏡單元，包括主透鏡組，用于發(fā)射攜帶產(chǎn)生的圖像的入射光；補償透鏡組，用于補償從主透鏡組發(fā)射的光；第一變焦距透鏡組，用于初次調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距；反射鏡，其被布置在第一變焦距透鏡組的下游，用于改變從第一變焦距透鏡組發(fā)射的光的方向；第二變焦距透鏡組，用于二次調(diào)節(jié)從反射鏡反射的光的焦距；以及焦點調(diào)節(jié)透鏡組，用于調(diào)節(jié)從第二變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點，并將調(diào)節(jié)了焦點的光向外發(fā)射。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的投影透鏡單元，其中，第二變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以對齊的方式平行于從反射鏡反射的光的中心軸并垂直于從主透鏡組發(fā)射的光的中心軸、從補償透鏡組發(fā)射的光的中心軸和從第一變焦距透鏡組發(fā)射的光的中心軸布置。
15.一種投影透鏡單元，包括主透鏡組，用于發(fā)射攜帶產(chǎn)生的圖像的光；補償透鏡組，用于補償從主透鏡組發(fā)射的光；變焦距透鏡組，用于調(diào)節(jié)從補償透鏡組發(fā)射的光的焦距；焦點調(diào)節(jié)透鏡組，用于調(diào)節(jié)從變焦距透鏡組發(fā)射的光的焦點；以及反射鏡，其被布置在焦點調(diào)節(jié)透鏡組的下游，用于改變從焦點調(diào)節(jié)透鏡組發(fā)射的光的方向，并將調(diào)節(jié)了焦點的光向外發(fā)射。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的投影透鏡單元，其中，主透鏡組、補償透鏡組、變焦距透鏡組和焦點調(diào)節(jié)透鏡組以對齊的方式平行于入射到主透鏡組上的光的中心軸布置。
17.一種薄投影儀，包括外殼，其為板狀且包括前側(cè)面、后側(cè)面、頂側(cè)面以及相對的橫向側(cè)面；照明單元，其被布置于外殼的內(nèi)部，所述照明單元產(chǎn)生光并發(fā)射所產(chǎn)生的光；微型裝置，其被布置于外殼的內(nèi)部，所述微型裝置接收來自照明單元的光，并且使用所接收的光產(chǎn)生圖像；投影透鏡單元，其被布置于外殼的內(nèi)部，所述投影透鏡單元包括多個透鏡組，用于發(fā)射微型裝置產(chǎn)生的圖像；和反射鏡，其被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涞椒瓷溏R上的光的方向，所述透鏡單元和所述反射鏡之一被設(shè)置以通過外殼的前側(cè)面外露；和固定裝置，用于固定外殼以便該外殼以直立狀態(tài)設(shè)置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄投影儀，其中，所述外殼通過固定裝置被連接于墻壁或天花板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄投影儀，其中，外殼的每個橫向側(cè)面具有比外殼的前或后側(cè)面小的面積。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄投影儀，其中，外殼的頂或底側(cè)面具有比外殼的前或后側(cè)面小的面積。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，其中所述多個透鏡組包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的薄投影儀，其中所述第一透鏡組包括至少一個焦點調(diào)節(jié)透鏡；所述第二透鏡組包括至少一個變焦距透鏡；所述第三透鏡組包括至少一個補償透鏡，以及所述第四透鏡組包括至少一個主透鏡。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的薄投影儀，其中所述第一透鏡組可以平行于入射到所述第一透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦點。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的薄投影儀，其中所述第二透鏡組可以平行于入射到所述第二透鏡組上的光的中心軸移動，以調(diào)節(jié)圖像的焦距。
25.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，其中所述反射鏡包括全反射鏡或棱鏡。
26.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，其中投影透鏡單元被垂直于微型裝置的圖像顯示表面布置。
27.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，其中投影透鏡單元沿外殼的前側(cè)面的垂直方向是可移動的，以調(diào)節(jié)投射到屏幕上的圖像的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄投影儀，其中，所述微型裝置是液晶顯示(LCD)板、硅基液晶(LCOS)板或數(shù)字微鏡裝置(DMD)板。
29.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，其中，照明單元包括光源，用于產(chǎn)生光；第一照明透鏡組，用于提供從光源產(chǎn)生的光的均勻亮度；第二照明透鏡組，用于會聚從第一照明透鏡組發(fā)出的光；以及棱鏡，用于使從第二照明透鏡組發(fā)出的光入射到微型裝置上，并使得從微型裝置發(fā)出的光入射到投影透鏡單元上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的薄投影儀，其中照明單元進一步包括色輪，其被布置在光源和第一照明透鏡組之間，用于將從光源發(fā)出的光分離為彩色光成分；鏡面或棱鏡，其被布置在第一照明透鏡組和第二照明透鏡組之間，用于將從第一照明透鏡組發(fā)出的光反射到第二照明透鏡組。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的薄投影儀，其中，光源和第一照明透鏡組被布置在相同的光軸上，第一照明透鏡組和第二照明透鏡組被分別布置在不同的光軸上。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的薄投影儀，其中第二照明透鏡組和棱鏡被布置在相同的光軸上。
33.根據(jù)權(quán)利要求29的薄投影儀，其中棱鏡是內(nèi)部全反射(TIR)棱鏡，并且被布置在微型裝置的圖像顯示表面之上。
34.根據(jù)權(quán)利要求29的薄投影儀，其中第一照明透鏡組包括用于提供光的均勻亮度的光通道和至少一個聚光透鏡；以及第二照明透鏡組包括至少一個用于會聚光的聚光透鏡。
35.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄投影儀，其中投影透鏡單元被布置在外殼的一個橫向側(cè)面處；以及照明單元被布置在外殼的頂側(cè)面處，所述薄投影儀進一步包括電路，其被布置于外殼的底側(cè)面處，用于驅(qū)動投影透鏡單元、照明單元和微型裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求17的薄投影儀，進一步包括進氣口，其在布置投影透鏡單元的外殼的橫向側(cè)面處以及布置電路的外殼的底側(cè)面處形成；出氣口，其在布置照明單元的外殼的頂側(cè)面處形成。
全文摘要
披露了一種投影透鏡單元和使用該投影透鏡單元的薄投影儀。投影透鏡單元包括多個透鏡組，用于發(fā)射攜帶圖像的光；反射鏡，其被布置在相鄰的透鏡組之間或透鏡組的下游端，用于改變?nèi)肷涞剿龇瓷溏R上的光的方向。
文檔編號G02B9/00GK1800909SQ20051002290
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者金南湜, 李承奎, 曹漢京, 卜箕韶, 李俊昊, 權(quán)純炯 申請人:Lg電子株式會社