[发明专利]小型集成的液晶显示器(LCD)投影仪

说明书

发明的背景

1．发明的领域

本发明总的涉及投影系统，尤其涉及一种小型(compact)(公文包大小的)投影仪，其中元件可被移动以便收缩存储，更尤其涉及一种具有诸如一液晶显示器之类、用电子仪器寻址(addressable)的显示器的投影仪。

2．已有技术的描述

已有的上方通过的(overhead)、幻灯片和成像的投影仪在准备使用时要占据相当大的空间体积。这不仅是因为所需的元件较大，而且是由于光学技术的局限性所致，因此需要一定量的未占据空间来容纳光锥体(cone)和通风管。该大体积的空间被看作是一种麻烦，或者至少对于用户而言是不方便的，因此已作了相对多的尝试以提供一种较小的存储装置，它在实际使用时可以展开或打开。

后者的例子由第5,374,969号美国专利所揭示，该专利提出了一种具有一可收缩的(collapsible)底板和一折叠透镜臂的上方通过的投影仪(OHP)。由MinnesotaMining and Manufacturing Company(3M-本发明的受让者)所出售的型号为2770的OHP是另一种为搬运及存储而折叠、具有一不同的折叠机构的装置的例证，其中当合成时，该折叠的和展开的机构极易操作。第4,588,271号美国专利揭示了一种不同的投影仪，它存储时可以收缩，但实际使用时又很坚固。

近年来，已将液晶显示(LCD)板加入到传统的上方通过的投影仪内，为已有技术引入了一种新的用途。这些板可用电子仪器寻址，即，最终影像的显示由输送到该板的电子信号所控制。该电子信号可来自于一计算机，或者可为标准化视频(NTSC)信号，或者来自于其它适当的装置。最初这些板被设计成一种传统OHP的附加件，并将根据OHP装置所需的使用模式进行添加或去除。由于用电子仪器产生及存储影像(presentation)的便利性被人们所理解，所以出现一种新型的影像装置，通常被称为“集成投影仪”。这种装置能够从一计算机或者其它的信号源中取得输入信号，并将一影像投影在一屏上。现代的集成投影仪甚至在强烈的环境光线的条件下投影有用的影像。这些装置已开发出了它们自己的专利文献，下面将概述其中几个例子。

第4,943,154号美国专利揭示了一种投影仪，它具有三个“光阀”(一种可寻址的液晶显示器的特殊形式)和一复杂的光径，该路径可将一白光源的输出分割成红色、绿色及蓝色分量，用这三个光阀(一个光阀对应一种颜色)成象，然后通过一单透镜重新复合后进行投影。这种光学系统的制造、组装及维修保养都比较复杂，并占据相当大的空间，比较重，还具有潜在的效率问题。

另一种使用方法是具有一单一的LCD板、光径、透镜、以及连续插入的红色、绿色及蓝色滤色片。当各滤色片移入光径时，在LCD上形成适当的彩色影像。这种装置已受到LCD迅速响应变化的输入信号的能力的限制。它们还需要一适当设计的滤色盘和与此相关的硬件。由于这些原因，如果该方法有所采用，也是很少采用它。

第5,097,323号美国专利揭示了一种投影系统，它采用运输模式LCD’s(一个对应一种颜色)和一种三维光径(是指这些光轴可指向在三维内、而不是在更标准的二维中定向)。这不是一种节省空间的装置，但可用于重新分配空间的用途，以便提供一种更小的占地面积(footprint)。

还可使用一种三色LCD。该板具有印刷在显示器面上的微型滤色片(红色、绿色和蓝色)的一个阵列，并且这些滤色片由被安装用来与它们显示的液晶阵列适当寻址。虽然这种类型的LCD的制造稍微复杂了些，但是它具有需要一单个光学系统的优点。另外，滤色片和颜色元件决不会不对准，并且LCD的重量几乎与一单个颜色装置一样，因此节省了重量和空间。通过去除棱镜、滤色片、反射镜等及其固定件也可获得附加的重量节省。

第5,321,450号美国专利描述了一种体现这些原理的投影仪。通过采用反射镜和一倾斜的LCD，可获得一种较低的外形。一具有其垂直设置的光轴的透镜用于投影，而最后的反射镜(可折叠起来的)使光线沿一水平路径变向。该反射镜是在存储时唯一移动的元件，因此节省的空间较少。

由CTX OPTO Inc.制造的“EzPro 500”投影仪装有一折叠起来的透镜和反射镜单元，以便能收缩存储。