專利名稱：單板型液晶顯示投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單板型液晶顯示(LCD)投影儀，更具體地說，涉及一種能通過在光導(dǎo)系統(tǒng)的光軸上插入一面反射鏡而滿足聚焦特性以及減小裝置尺寸的單板型液晶顯示投影儀。
總體上講，LCD投影儀是這樣一個(gè)系統(tǒng)即通過二色鏡放映由紅、綠和藍(lán)LCD產(chǎn)生的各種彩色，最終得到一個(gè)合成屏幕。這種系統(tǒng)起源于投影電視系統(tǒng)。
在投影電視系統(tǒng)中，通過使三個(gè)具有紅、綠、藍(lán)三基色的三個(gè)陰極射線管發(fā)射，先在一個(gè)大屏幕上得到一個(gè)最終象素，然后再使用放大透鏡和反射鏡發(fā)送并且放大象素。
然而，隨著最近半導(dǎo)體集成技術(shù)和精細(xì)處理技術(shù)的發(fā)展，一種通過特殊的驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)每個(gè)象素的方法已經(jīng)能夠通過在單塊LCD板上安裝RGB濾光片而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量及高精密的LCD板。這樣，只投射那些通過使用投射透鏡從LCD板的后面發(fā)射出平行光而產(chǎn)生的光就通夠得到足夠高的質(zhì)量。


圖1中示意性地示出了常規(guī)的平板型LCD投影儀中的內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)。
參照圖1，其中設(shè)有一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)11，該光學(xué)系統(tǒng)11由對準(zhǔn)于同一光軸的多個(gè)凸、凹透鏡，會(huì)聚透鏡12、LCD板13，光源燈14組成。在這樣的裝置中，除非會(huì)聚透鏡12的放大率相當(dāng)大，否則會(huì)聚透鏡12和聚焦透鏡系統(tǒng)11之間的距離不會(huì)被縮小。換句話說，由光源燈14發(fā)出的光或者經(jīng)凹半球型反射鏡15反射后或者直接密焦地照射在LCD板13上。此時(shí)，為了使光源燈14的像位于聚焦透鏡系統(tǒng)11的虹狀物上，會(huì)聚透鏡12應(yīng)該具有預(yù)定的放大率。這里，會(huì)聚透鏡12既用來聚焦也用來會(huì)聚。為了減小聚焦透鏡系統(tǒng)11和會(huì)聚透鏡12之間的距離以減小裝置的尺寸，會(huì)聚透鏡12的放大率必須象上面所述的那樣大大增加。這意味著透鏡必須很厚。但如果聚透鏡變厚，球面象差也將相應(yīng)地增加，這使得難于對整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行校正。另外，透鏡越厚，色差也相應(yīng)地增加。
同時(shí)，圖2中示意性示出了常規(guī)的平板型LCD投影儀的一個(gè)使用實(shí)例。
參看該圖，由于投影儀20是可移動(dòng)的，光軸位于投影儀20的中心，而投影儀20又主要在放置在桌子30上的狀態(tài)下使用，因此，與透鏡的光軸相比較，必須進(jìn)行向上的投影。在圖中的例子中，投影系統(tǒng)的光軸被設(shè)置成低于透鏡的光軸。這也就是說，將產(chǎn)生▲Y的光軸間距，如圖1中所示。就此而論，如果光軸和屏幕40不垂直，則屏幕40上會(huì)產(chǎn)生梯形失真。因此，LCD板13如圖1中所示的那樣被安裝成低于光軸進(jìn)行向上投影。然而在這種情況下透鏡必須要設(shè)計(jì)成具有很寬的圖象角，制造透鏡時(shí)的要求也變高了。
本發(fā)明的一個(gè)目的就在于解決上述問題。提供一種平板液晶顯示投影儀，該投影儀能防止因球面象差和色象差引起的圖象失真，降低透鏡制造過程中因向上投影所造成的要求，減小裝置的外部尺寸。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的單板型液晶顯示投影儀包括一個(gè)與第一光軸垂直取向的平坦的LCD板;其照射源被一個(gè)拋物反射鏡所包圍的發(fā)光裝置，用于將平行光投射到LCD板的后面，用于聚焦的一個(gè)光學(xué)聚鏡系統(tǒng)。
其中，上述的光學(xué)透鏡系統(tǒng)裝有一個(gè)位于上述的發(fā)光裝置和上述的平坦的LCD板之間的負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng);一個(gè)平面反射鏡被安裝成相對于上述的第一光軸傾斜一個(gè)預(yù)定的傾斜角，并沿上述的第一光軸與上述的LCD板間距一個(gè)預(yù)定距離，從而把沿第一光軸前進(jìn)的光反射到第二光軸上;一個(gè)由多個(gè)透鏡組組成的聚焦透鏡系統(tǒng)被設(shè)置在上述的第二光軸上，距上述平面鏡和上述的第一光軸的交點(diǎn)有一個(gè)預(yù)定的距離。
由于通過上述的結(jié)構(gòu)能夠減小常規(guī)方法中因向上投影而造成的透鏡制造過程中的困難，并且通過一個(gè)包括一個(gè)平面反射鏡的光軸可變系統(tǒng)減少第一光軸長度的方法減小裝置的總體尺寸。因此可以使裝置的制造成本得以降低，市場競爭力也得以加強(qiáng)。
在下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行的描述中，本發(fā)明的上述目的和其他一些優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。附圖中，圖1是常規(guī)的平板液晶顯示投影儀中的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
圖2是表示常規(guī)的平板液晶顯示投影儀的一個(gè)使用實(shí)例的示意圖。
圖3是本發(fā)明的平板液晶顯示投影儀中的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。
參閱圖3，近似于點(diǎn)光源的照明燈24安裝在拋物反射鏡25的光軸29的中心線上，該拋物反射鏡25具有內(nèi)凹形拋物面，距拋物面和中心軸的交點(diǎn)有預(yù)定的間距。光軸29的延長線上裝有一外負(fù)焦距透鏡系統(tǒng)27;該透鏡系統(tǒng)27的一個(gè)平面垂直于光軸29，并與燈24相隔一個(gè)預(yù)定的距離。這也就是說，一個(gè)一側(cè)為平面另一側(cè)為凸面并且具有預(yù)定曲率的透鏡被安裝成其凸面面對著燈24。這里，從圖上看起來只采用一個(gè)凸透鏡來作為負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)27，但也可以使用二個(gè)或多個(gè)凸透鏡，相互之間只間隔一個(gè)微小的間距。另外，這樣的透鏡結(jié)構(gòu)是用于會(huì)聚而不足用于聚焦的。平板型LCD板23相對于負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)27設(shè)置，與照明燈間隔一個(gè)預(yù)定的間距，LCD板的取向與光軸垂直。另外，一個(gè)平面反射鏡26被安裝成從光軸29傾斜一個(gè)預(yù)定的角度θ，在光軸上與平板型LCD板23間距一個(gè)預(yù)定的距離。由多個(gè)透鏡組構(gòu)成的。與平面反射鏡26的中心有預(yù)定間距的聚焦透鏡系統(tǒng)21垂直地安裝在傾斜后的光軸30上，光軸30是原來的光軸29由于平面反射鏡26的作用彎曲一個(gè)預(yù)定的傾斜角而形成的。這里，聚焦透鏡系統(tǒng)21的傾斜后的光軸30被做得比底面28高出一個(gè)預(yù)定的距離D，這樣做的目的在于減小常規(guī)投影儀中存在的，因向上投影給透鏡的制造造成的困難。另外，通過把聚焦透鏡系統(tǒng)21設(shè)置在彎曲光軸上，該彎曲光軸又是把原始光軸傾斜一個(gè)預(yù)定的傾斜角后形成的，因此，整個(gè)光軸無需設(shè)置在一條直線上，整個(gè)裝置的尺寸小型化亦能實(shí)現(xiàn)。
下面，將簡要描述一個(gè)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的單板LCD投影儀的工作情況。
如果使電源加到驅(qū)動(dòng)LCD板23的驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)和照明燈24上，再使裝置工作，那么，燈24射出的光將直接照到或者通過拋物反射鏡25照射到負(fù)焦距光學(xué)系統(tǒng)27上。之后，射出的光入射到平板型LCD板23上。入射光中由平板型LCD板23的液晶作用選出的光繼續(xù)前行。然后，這些前行的光碰到與原始光軸29以一個(gè)預(yù)定的傾斜角傾斜的平面反射鏡26，被反射后沿著反射光軸前進(jìn)。接下來，反射光射到由凸、凹透鏡組組成的聚焦透鏡系統(tǒng)21上。由聚焦透鏡系統(tǒng)21射出的圖象投影到另外設(shè)置的大屏幕上，可作為最終屏幕來觀看。
考慮到這一系列變化，雖然光軸的點(diǎn)長度本身并沒有減少，但由于與光軸橫向設(shè)置在一條直線上時(shí)相比裝置的外部尺寸可以減小。而且只通過平面反射鏡改變了光軸方向并沒有顯著增大透鏡率，因此，投射的圖像不會(huì)因球面象差和色差而劣化。
如上所述，由于本發(fā)明的單板型液晶顯示投影儀能夠減少常規(guī)方法中因向上投影而造成的透鏡制造過程中的困難，并且通過使用平面反射鏡以一個(gè)光軸可變系統(tǒng)減少光軸長度的方法減小裝置的總體尺寸，從而使裝置的制造成本得以降低，市場競爭力也得以加強(qiáng)。
權(quán)利要求
1.一種單板型液晶顯示投影儀，包括一個(gè)與第一光軸垂直取向的平坦的LCD板，其照射源被一個(gè)拋物反射鏡所包圍的發(fā)光裝置，用于將平行光投射到LCD板的后面，用于聚焦的一個(gè)光學(xué)聚鏡系統(tǒng)，其中，上述的光學(xué)透鏡系統(tǒng)裝有一個(gè)位于上述的發(fā)光裝置和上述的平坦的LCD板之間的負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)；一個(gè)平面反射鏡被安裝成相對于上述的第一光軸傾斜一個(gè)預(yù)定的傾斜角，并沿上述的第一光軸與上述的LCD板間距一個(gè)預(yù)定距離，從而把沿第一光軸前進(jìn)的光反射到第二光軸上；一個(gè)由多個(gè)透鏡組組成的聚焦透鏡系統(tǒng)被設(shè)置在上述的第二光軸上，距上述平面鏡和上述的第一光軸的交點(diǎn)有一個(gè)預(yù)定的距離。
2.如權(quán)利要求1中所述的單板型液晶顯示投影儀，其中上述的聚焦透鏡系統(tǒng)的中軸線比底部要高出一個(gè)預(yù)定的距離。
3.如權(quán)利要求1中所述的單板型液晶顯示投影儀，其中所述的負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)由二個(gè)或二個(gè)以上的凸透鏡組成。
4.如權(quán)利要求1中所述的單板型液晶顯示投影儀，其中上述的負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)包括至少一個(gè)面對著發(fā)光裝置的凸面和一個(gè)面對著平坦的LCD板的平面。
5.如權(quán)利要求1中所述的單板型液晶顯示投影儀，其中所述的聚焦透鏡系統(tǒng)由多個(gè)凸透鏡和凹透鏡組成。
全文摘要
本發(fā)明為一種單板型液晶顯示投影儀，包括一個(gè)與第一光軸垂直取向的平坦的LCD板，其照射源被一個(gè)拋物反射鏡所包圍的發(fā)光裝置，用于將平行光投射到LCD板的后面，用于聚焦的一個(gè)光學(xué)聚鏡系統(tǒng)。其中，上述的光學(xué)透鏡系統(tǒng)裝有一個(gè)位于上述的發(fā)光裝置和上述的平坦的LCD板之間的負(fù)焦距光學(xué)透鏡系統(tǒng)；一個(gè)平面反射鏡被安裝成相對于上述的第一光軸傾斜一個(gè)預(yù)定的傾斜角，并沿上述的第一光軸與上述的LCD板間距一個(gè)預(yù)定距離，從而把沿第一光軸前進(jìn)的光反射到第二光軸上。
文檔編號H04N5/74GK1095826SQ94103330
公開日1994年11月30日 申請日期1994年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月24日
發(fā)明者金厚植 申請人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社