(57)【要約】【課題】投射レンズユニット及びこれを用いた薄型プロジェクタを提供する。【解決手段】映像を含む光を出射する多数のレンズ群と、複数のレンズ群の間のいずれか一箇所または複数のレンズ群の最も前段に配置され、入射される光の方向を変換させる反射体と、を備える。【選択図】図６
2006178468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を含む光を出射する複数のレンズ群と、
前記複数のレンズ群の間のいずれか一箇所または前記複数レンズ群の最も前段に配置され、入射される光の方向を変換させる反射体と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項２】
前記レンズ群は、第１、第２、第３及び第４レンズ群で構成されることを特徴とする請求項１に記載の投射レンズユニット。
【請求項３】
前記第１レンズ群は少なくとも一つのフォーカス調整レンズ、前記第２レンズ群は少なくとも一つのズームレンズ、前記第３レンズ群は少なくとも一つの補償レンズ、前記第４レンズ群は少なくとも一つのマスターレンズであることを特徴とする請求項２に記載の投射レンズユニット。
【請求項４】
前記第１レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点を調整することを特徴とする請求項２に記載の投射レンズユニット。
【請求項５】
前記第２レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点距離を調節することを特徴とする請求項２に記載の投射レンズユニット。
【請求項６】
前記反射体は、全反射ミラーまたはプリズムからなることを特徴とする請求項１に記載の投射レンズユニット。
【請求項７】
生成された映像を含む光を出射するマスターレンズ群と、
前記マスターレンズ群の前段に配置され、前記マスターレンズ群から出射された光の方向を変換させる反射体と、
前記反射体から反射された光を補償する補償レンズ群と、
前記補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節するズームレンズ群と、
前記ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整して外部に出射するフォーカス調整レンズ群と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項８】
前記補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群は、前記反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、前記マスターレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置することを特徴とする請求項７に記載の投射レンズユニット。
【請求項９】
生成された映像を含む光を出射するマスターレンズ群と、
前記マスターレンズ群から出射された光を補償する補償レンズ群と、
前記補償レンズ群の前段に配置され、前記補償レンズ群から出射された光の方向を変換させる反射体と、
前記反射体から反射された光の焦点距離を調節するズームレンズ群と、
前記ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整して外部に出射するフォーカス調整レンズ群と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項１０】
前記ズームレンズ群とフォーカス調整レンズ群は、前記反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、前記マスターレンズ群及び補償レンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置することを特徴とする請求項９に記載の投射レンズユニット。
【請求項１１】
生成された映像を含む光を出射するマスターレンズ群と、
前記マスターレンズ群から出射された光を補償する補償レンズ群と、
前記補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節するズームレンズ群と、
前記ズームレンズ群の前段に配置され、前記ズームレンズ群から出射された光の方向を変換させる反射体と、
前記反射体から反射された光の焦点を調整して外部に出射するフォーカス調整レンズ群と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項１２】
前記フォーカス調整レンズ群は、前記反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、前記マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置することを特徴とする請求項１１に記載の投射レンズユニット。
【請求項１３】
生成された映像を含む光を出射するマスターレンズ群と、
前記マスターレンズ群から出射された光を補償する補償レンズ群と、
前記補償レンズ群から出射された光の焦点距離を１次調節する第１ズームレンズ群と、
前記第１ズームレンズ群の前段に配置され、前記第１ズームレンズ群から出射された光の方向を変換させる反射体と、
前記反射体から反射された光の焦点距離を２次調節する第２ズームレンズ群と、
前記第２ズームレンズ群から反射された光の焦点を調整して外部に出射するフォーカス調整レンズ群と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項１４】
前記第２ズームレンズ群及びフォーカス調整レンズ群は、前記反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、前記マスターレンズ群、補償レンズ群、第１ズームレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置することを特徴とする請求項１３に記載の投射レンズユニット。
【請求項１５】
生成された映像を含む光を出射するマスターレンズ群と、
前記マスターレンズ群から出射された光を補償する補償レンズ群と、
前記補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節するズームレンズ群と、
前記ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整するフォーカス調整レンズ群と、
前記フォーカス調整レンズ群の前段に位置し、前記フォーカス調整レンズ群から出射された光の方向を変換させて外部に出射する反射体と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニット。
【請求項１６】
前記マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群は、前記入射される光の中心軸に対して水平方向に並んで位置することを特徴とする請求項１５に記載の投射レンズユニット。
【請求項１７】
パネル形状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に設置され、生成された光を出射する照明ユニットと、
前記ハウジングの内部に設置され、前記照明ユニットから光を受けて映像を生成するマイクロ素子と、
前記ハウジングの内部に設置され、前記マイクロ素子から生成された映像を外部に出射する複数のレンズ群、及び前記複数のレンズ群の間のいずれか一箇所または前記複数のレンズ群の最も前段に位置し、入射される光の方向を変換させる反射体を含むレンズ群が前記ハウジングの前面部に露出されるように設置される投射レンズユニットと、
前記パネル形状のハウジングが垂直に立てて（upright）配置されるように、前記ハウジングを固定させる固定手段と、
を備えてなることを特徴とする投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記固定手段により壁または天井に取り付けられることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項１９】
前記ハウジングの各側面の面積は、前記ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さいことを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２０】
前記ハウジングの上部面または下部面の面積は、前記ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さいことを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２１】
前記投射レンズユニットのレンズ群は、第１、第２、第３及び第４レンズ群から構成されることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２２】
前記第１レンズ群は少なくとも一つのフォーカス調整レンズ、前記第２レンズ群は少なくとも一つのズームレンズ、前記第３レンズ群は少なくとも一つの補償レンズ、前記第４レンズ群は少なくとも一つのマスターレンズであることを特徴とする請求項２１に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２３】
前記第１レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点を調整することを特徴とする請求項２１に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２４】
前記第２レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点距離を調節することを特徴とする請求項２１に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２５】
前記反射体は、全反射ミラーまたはプリズムからなることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２６】
前記投射レンズユニットは、前記マイクロ素子の映像表示面方向に対して垂直方向に配列されることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２７】
前記投射レンズユニットは、前記ハウジング前面部の縦方向に移動し、前記スクリーンに投射される映像の位置を調節することを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２８】
前記マイクロ素子は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）パネル、ＤＭＤ（DigitalMicromirror Device）パネルのうちいずれか一つからなることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項２９】
前記照明ユニットは
光を発生する光源と、
前記光源から発生した光の輝度を均一にする第１照明レンズ群と、
前記第１照明レンズ群から出射された光を集める第２照明レンズ群と、
前記第２照明レンズ群から出射された光を前記マイクロ素子に入射させ、前記マイクロ素子から出射される光を前記投射レンズユニットに入射させるプリズムと、
を備えてなることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３０】
前記光源と第１照明レンズ群との間に配置され、前記光源から発生した光の色を分離するカラーホイールと、前記第１照明レンズ群と前記第２照明レンズ群との間に配置され、前記第１照明レンズ群から入射される光を前記第２照明レンズ群に反射させるミラーまたはプリズムと、をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３１】
前記光源と第１照明レンズ群は同一の光軸線上に配列され、前記第１照明レンズ群と第２照明レンズ群は異なる光軸線上に配列されることを特徴とする請求項２９に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３２】
前記第２照明レンズ群とプリズムは、同一の光軸線上に位置することを特徴とする請求項２９に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３３】
前記プリズムは、ＴＩＲ（Total Internal Reflecting）プリズムからなり、前記マイクロ素子の映像表示面の上部に配置されることを特徴とする請求項２９に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３４】
前記第１照明レンズ群は、光の輝度を均一にするライトトンネルレンズと、少なくとも一つのコンデンシングレンズとから構成され、前記第２照明レンズ群は、光を集める少なくとも一つのコンデンシングレンズから構成されることを特徴とする請求項２９に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３５】
前記投射レンズユニットは前記ハウジングの一側部に配置され、前記照明ユニットは前記ハウジングの上部に配置され、前記投射レンズユニット、照明ユニット、マイクロ素子を駆動する回路部は、前記ハウジングの下部に配置されることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【請求項３６】
前記投射レンズユニットが位置する前記ハウジングの一側部と、前記回路部が位置する前記ハウジングの下部には、空気吸入口がそれぞれ形成され、前記照明ユニットが位置する前記ハウジングの上部には、空気排出口が形成されることを特徴とする請求項１７に記載の投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ(projector)に係り、特に、投射レンズユニット及びこれを用いた薄型プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ディスプレイ装置は、軽量化、薄型化に加えて、大画面化しつつある。
【０００３】
かかるディスプレイ装置の中でもプロジェクタは、１００インチ以上の大画面を実現できることから大きく脚光を浴びている。
【０００４】
プロジェクタは、透過型ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル、反射型ＬＣｏＳ(Liquid Crystal on Silicon)パネル、ＤＭＤ(DigitalMicromirror Device)パネルなどのマイクロ素子(Micro device)から生成された映像を、スクリーン上に投射し画面を形成する装置である。
【０００５】
一般に、プロジェクタは、使用されるマイクロ素子の数によって、単板式、２板式、３板式のプロジェクタに分類される。
【０００６】
ここで、単板式プロジェクタは、光から色を時間的に分離して１枚のマイクロ素子に照明する方式で、２板式プロジェクタは、光から色を空間及び時間的に分離して２枚のマイクロ素子に照明する方式で、３板式プロジェクタは、光から色を空間的に分離して３枚のマイクロ素子に照明する方式である。
【０００７】
図１は、一般の単板式プロジェクタの構成を示す図で、図２は、図１のプロジェクタにおける投射レンズユニットの構成を示す図である。
【０００８】
図１に示すように、単板式プロジェクタは、光源２、カラーホイール３、ライトトンネル４、照明レンズ５，６、マイクロ素子７、プリズム８、投射レンズユニット１などで構成される。
【０００９】
この単板式プロジェクタにおいて、光源２から発生された光は、カラーホイール３を通して赤色光、緑色光、青色光に分離され、各光は、ライトトンネル４を経て、均一な輝度を有するようになり、続いて照明レンズ５，６及びプリズム８を経てマイクロ素子７に入射される。
【００１０】
入射された光は、マイクロ素子７を通して映像信号を持つようになり、再びプリズム８を経て投射レンズユニット１からスクリーンに投影される。
【００１１】
このように構成される既存のプロジェクタは、外部に光を拡大出射するための投射レンズユニット１とマイクロ素子７が並んで配列され、光源２からの光を伝達する複数のレンズ４，５，６及びカラーホイール３は、投射レンズユニットに対して垂直方向に配列される。
【００１２】
そして、図２に示すように、投射レンズユニット１は、複数枚のレンズで構成され、複数枚のレンズは、光の入射方向と光の出射方向とが等しくなるように並んで配列されている。
【００１３】
したがって、既存プロジェクタの光学系では、図２の投射レンズユニット１の構造によって光学素子が略“匚”状に配列されるので、全体的にプロジェクタの厚さが厚い。
【００１４】
すなわち、図３に示すように、既存のプロジェクタは、通常、直方体の形状を有し、投射レンズの位置するプロジェクタ前面の面積に比べて、上／下面の面積がより広い外観となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、既存のプロジェクタは、投射レンズの位置するプロジェクタ前面から後方にわたって大きい空間を占めるため、設置時に空間的制約を受けるという問題点があった。
【００１６】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、新しい形態に光学系を構成し光学系の空間を最小化することによって、プロジェクタの厚さを低減することができる投射レンズユニット及びこれを用いた薄型プロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る投射レンズユニットは、映像を含む光を出射する複数のレンズ群と、複数のレンズ群の間のいずれか一箇所または複数レンズ群の最も前段に配置され、入射される光の方向を変換させる反射体と、を備えてなる。
【００１８】
ここで、レンズ群は、第１、第２、第３及び第４レンズ群で構成され、第１レンズ群は少なくとも一つのフォーカス調整レンズ、第２レンズ群は少なくとも一つのズームレンズ、第３レンズ群は少なくとも一つの補償レンズ、第４レンズ群は少なくとも一つのマスターレンズであると好ましい。
【００１９】
また、第１レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点を調整し、第２レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動して映像の焦点距離を調節することができる。
【００２０】
また、反射体は、全反射ミラーまたはプリズムからなることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタは、パネル形状のハウジングと、ハウジングの内部に設置され、生成された光を出射する照明ユニットと、ハウジングの内部に設置され、照明ユニットから光を受けて映像を生成するマイクロ素子と、ハウジングの内部に設置され、マイクロ素子から生成された映像を外部に出射する複数のレンズ群、及び複数のレンズ群の間のいずれか一箇所または複数のレンズ群の最も前段に位置し、入射される光の方向を変換させる反射体を備え、これらレンズ群と反射体のいずれか一つが前記ハウジングの前面部に露出されるように設置される投射レンズユニットと、パネル形状のハウジングが垂直に立てて配置されるように、前記ハウジングを固定させる固定手段と、を備えてなることができる。
【００２２】
ここで、ハウジングは、壁または天井に取り付けても良く、床置き型に構成しても良い。
【００２３】
また、ハウジングの各側面の面積は、前記ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さく、ハウジングの上部面または下部面の面積は、前記ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さく形成されることがある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による投射レンズユニットを用いる薄型プロジェクタは、新しい形態に光学系を構成しプロジェクタの厚さを低減したため、設置がし易くなり、設置空間の省スペーサ化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明は、投射レンズを移動可能にしたため、光の出射方向を調節することができる。
【００２６】
なお、本発明は、センサーを用いてプロジェクタが正確に設置されていないとプロジェクタの動作を中止させるために、火災などの危険な要素を防ぐことができる。
【００２７】
また、本発明によれば、プロジェクタの薄型化が可能となり、多様な場所にプロジェクタを簡便に設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付の図面に基づき、本発明の好適な実施形態とその作用について説明するが、以下の実施形態は、本発明を説明するために例示するもので、これら実施形態に本発明の技術的思想及びその核心構成及び作用が制限されるのではない。
【００２９】
本発明の概念は、プロジェクタの設置空間の省スペーサ化のために、新たに光学系を構成することによって、プロジェクタの厚さを低減することにある。
【００３０】
図４乃至図８は、本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【００３１】
図４乃至図８に示すように、本発明の投射レンズユニットは、大きく、映像を含む光を出射する複数のレンズ群と反射体１３とで構成される。
【００３２】
ここで、反射体１３は、レンズ群の間のいずれか一箇所またはレンズ群の最も前端に配置され、入射される光の方向を変換させる。
【００３３】
反射体１３は、入射される光の方向を垂直な方向に変えて出射させるので、プロジェクタの照明系とマイクロ素子の再配列を通してプロジェクタの厚さを低減することができる。
【００３４】
本発明のレンズ群は、一実施形態として第１、第２、第３、第４レンズ群から構成される。
【００３５】
ここで、第１レンズ群は少なくとも一つのフォーカス調整レンズで、第２レンズ群は少なくとも一つのズームレンズで、第３レンズ群は少なくとも一つの補償レンズで、第４レンズ群は少なくとも一つのマスターレンズであり得る。
【００３６】
また、第１レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動し映像の焦点を調整することができる。
【００３７】
そして、第２レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に移動し映像の焦点距離を調節することができる。
【００３８】
また、反射体１３は、全反射ミラーまたはプリズムなどを使用することができる。
【００３９】
ここで、反射体１３の反射面は、アルミニウムや銀のような金属がコーティングされても良く、２色性（dichroic）物質がコーティングされても良い。
【００４０】
反射体１３の位置による本発明の具体的な実施形態は、次の通りである。
【００４１】
図４は、本発明の第１実施形態であり、マスターレンズ群、反射体１３、補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群が順次に配列された構造を持つ。
【００４２】
マスターレンズ群は、マイクロ素子により生成された映像を含む入射光を、反射体１３に出射し、反射体１３は、マスターレンズ群の前段に配置され、マスターレンズ群から出射された光の方向を変換させる。
【００４３】
また、補償レンズ群は、反射体１３から反射された光を補償し、ズームレンズ群は、補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節する。
【００４４】
続いて、フォーカス調整レンズ群は、ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整して外部に出射する。
【００４５】
ここで、補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群は、反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、マスターレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置する。
【００４６】
図５は、本発明の第２実施形態であり、マスターレンズ群、補償レンズ群、反射体１３、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群が順次に配列された構造を持つ。
【００４７】
マスターレンズ群は、生成された映像を含む光を出射し、補償レンズ群は、マスターレンズ群から出射された光を補償し、反射体１３は、補償レンズ群の前段に位置し、レンズ群から出射された光の方向を変換させる。
【００４８】
続いて、ズームレンズ群は、反射体１３から反射された光の焦点距離を調節し、フォーカス調整レンズ群は、ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整して外部に出射する。
【００４９】
ここで、ズームレンズ群とフォーカス調整レンズ群は、反射体１３から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、マスターレンズ群及び補償レンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置する。
【００５０】
図６は、本発明の第３実施形態であり、マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群、反射体１３、フォーカス調整レンズ群が順次配列された構造を持つ。
【００５１】
マスターレンズ群は、生成された映像を含む光を出射し、補償レンズ群は、マスターレンズ群から出射された光を補償し、ズームレンズ群は、補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節する。
【００５２】
そして、反射体１３は、ズームレンズ群の前段に配置され、ズームレンズ群から出射された光の方向を変換させ、フォーカス調整レンズ群は、反射体１３から反射された光の焦点を調整して外部に出射する。
【００５３】
ここで、フォーカス調整レンズ群は、反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置する。
【００５４】
図７は、本発明第４実施形態であり、マスターレンズ群、補償レンズ群、第１ズームレンズ群、反射体１３、第２ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群が順次配列された構造を持つ。
【００５５】
マスターレンズ群は、生成された映像を含む光を出射し、補償レンズ群は、マスターレンズ群から出射された光を補償し、第１ズームレンズ群は、補償レンズ群から出射された光の焦点距離を１次調節する。
【００５６】
そして、反射体１３は、第１ズームレンズ群の前段に位置し、第１ズームレンズ群から出射された光の方向を変換させ、第２ズームレンズ群は、反射体１３から反射された光の焦点距離を２次調節する。
【００５７】
続いて、フォーカス調整レンズ群は、第２ズームレンズ群から反射された光の焦点を調整して外部に出射する。
【００５８】
ここで、第２ズームレンズ群及びフォーカス調整レンズ群は、反射体から反射された光の中心軸に対して水平方向に並んで位置し、マスターレンズ群、補償レンズ群、第１ズームレンズ群から出射される光の中心軸に対して垂直方向に位置する。
【００５９】
図８は、本発明の第５実施形態であり、マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群、反射体１３が順次配列された構造を持つ。
【００６０】
マスターレンズ群は、生成された映像を含む光を出射し、補償レンズ群は、マスターレンズ群から出射された光を補償し、ズームレンズ群は、補償レンズ群から出射された光の焦点距離を調節する。
【００６１】
そして、フォーカス調整レンズ群は、ズームレンズ群から出射された光の焦点を調整して出射し、反射体１３は、フォーカス調整レンズ群の前段に位置し、フォーカス調整レンズ群から出射された光の方向を変換させて外部に出射する。
【００６２】
ここで、マスターレンズ群、補償レンズ群、ズームレンズ群、フォーカス調整レンズ群は、入射される光の中心軸に対して水平方向に並んで位置する。
【００６３】
次に、このように製作された投射レンズユニットを使用する本発明のプロジェクタについて説明する。
【００６４】
図９は、本発明による投射レンズユニットを用いる薄型プロジェクタの前面を示す図で、図１０及び図１１は、本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの両側を示す斜視図であり、図１２及び図１３は、本発明による投射レンズユニットを用いる薄型プロジェクタの上部、下部を示す斜視図である。
【００６５】
図９至図１３に示すように、本発明の薄型プロジェクタは、大きく、照明ユニット、マイクロ素子、投射レンズユニット、及び、これらを保護するハウジング（housing）で構成される。
【００６６】
ここで、ハウジングは、パネル形状を有し、固定手段により垂直に立てて配置される。
【００６７】
ハウジングの各側面の面積は、ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さく、ハウジングの上部面または下部面の面積は、ハウジングの前面または後面の面積よりもさらに小さく製作されることがある。
【００６８】
また、ハウジングの前面と後面は、互いに同一の面積にしたり、異なる面積にすることができ、ハウジングの前面は、横幅と縦幅を同一に形成したり、異なるように形成することができる。
【００６９】
また、ハウジングの厚さは、ハウジングの横幅に比べて５０％以下とすることが好ましい。
【００７０】
そして、投射レンズユニットは、ハウジング内に配置され、前方のスクリーンに映像を投射するようにハウジング前面部の所定領域にレンズが外部に露出されている。
【００７１】
また、マイクロ素子は、映像を表示して投射レンズユニットに出射し、照明ユニットは、光を発生してマイクロ素子に出射するように構成される。
【００７２】
これら投射レンズユニット、マイクロ素子及び照明ユニットについての詳細な説明は後述する。
【００７３】
図１４は、本発明による投射レンズユニットを用いるプロジェクタの内部を示す図である。
【００７４】
図１４に示すように、本発明の薄型プロジェクタにおいて、投射レンズユニットはハウジングの一側部に配置され、照明ユニットはハウジングの上部に配置され、投射レンズユニット、照明ユニット、マイクロ素子を駆動する回路部は、ハウジングの下部に配置されることが好ましい。
【００７５】
また、投射レンズユニットが位置するハウジングの一側部には、投射レンズユニットを移動させるレンズシフト調節ネジが露出されている。
【００７６】
また、投射レンズユニットが位置するハウジングの一側部と回路部が位置するハウジングの下部には、空気吸入口が形成され、照明ユニットが位置するハウジングの上部には空気排出口が形成されることが好ましい。
【００７７】
ここで、空気排出口の下部には照明ユニットの光源が位置することが好ましい。これは、光源からの熱の発生が最も多いので、光源を空気排出口の近くに形成すると迅速且つ効率的に冷却がなされるためである。
【００７８】
また、本発明のプロジェクタは、ハウジングの上部と下部とが入れ替わって配置されたり、不安定な形で設置されると、多量の熱を発生する光源によって火災の危険性がある。
【００７９】
したがって、ハウジングの傾きをセンシングし、該傾きが基準点以上ならば、照明ユニットの電源を遮断するセンサーをハウジング内に設置することが好ましい。
【００８０】
ここで、センサーは、ジャイロセンサーなどの重力センサーであり得る。
【００８１】
また、プロジェクタの冷却効率を高めるために、投射レンズユニットの上部、下部および照明ユニットの下部にファンを設置する。
【００８２】
ここで、ファンは、投射レンズユニットの上部に位置される第１ファン、投射レンズユニットの下部に位置される第２ファン、照明ユニットの照明レンズ群の下部に位置される第３ファン、及び照明ユニットの光源下部に位置される第４ファンで構成される。
【００８３】
したがって、プロジェクタの側部及び下部の空気吸入口から第１及び第２ファンを通って流入した空気は、第３及び第４ファンを通ってプロジェクタ上部の空気排出口から排出される。
【００８４】
場合によって、本発明は、流路設計によってファンの数を調節し効率的な方法でプロジェクタを冷却させることができる。
【００８５】
次に、本発明によるプロジェクタの光学システムについて説明する。
本発明のプロジェクタは、薄い厚さに見合う多様な光学システムを適用できるが、一実施形態として、“Ｉ”状の光学システムまたは“Ｌ”状の光学システムを構成することができる。
【００８６】
図１５は、本発明による薄型プロジェクタの“Ｉ”状の光学システムを示す前面図であり、図１６は、本発明による薄型プロジェクタの“I”状の光学システムを示す側面図であり、図１７は、本発明による薄型プロジェクタの“Ｌ”状の光学システムを示す前面図であり、図１８は、本発明による薄型プロジェクタの“Ｌ”状の光学システムを示す側面図である。
【００８７】
図１５乃至図１８に示すように、本発明のプロジェクタの光学システムは、大きく、投射レンズユニット、マイクロ素子、照明ユニットから構成される。
【００８８】
また、投射レンズユニットは、さらに第１レンズ群１１、第２レンズ群１２及び反射体１３に分かれて構成される。
【００８９】
第１レンズ群１１は、マイクロ素子の映像を含む光を出射する役割を行い、第２レンズ群１２は、第１レンズ群１１から出射される光の中心軸に対して垂直方向に配置され、第１レンズ群１１から出射される光を外部のスクリーンに出射する役割を担う。
【００９０】
また、反射体１３は、第１レンズ群１１と第２レンズ群１２との間に位置し、第１レンズ群１１から出射される光が第２レンズ群１２に入射されるように、光の方向を変換させる役割を担う。
【００９１】
ここで、第１レンズ群１１は、第２レンズ群１２から出射される光の中心軸に対して垂直方向に移動可能であり、映像の焦点を調整する少なくとも一つのフォーカシングレンズから構成される。
【００９２】
また、第２レンズ群１２は、第１レンズ群１１から出射される光の中心軸に対して垂直方向に移動可能であり、映像の焦点距離を調節する少なくとも一つのズームレンズから構成されること。
【００９３】
第１及び第２レンズ群１１，１２を含む投射レンズユニットは、全体が同時にハウジング前面部の縦方向に移動し、スクリーンに投射される映像の位置を調節することができる。
【００９４】
図１９は、本発明による薄型プロジェクタの投射レンズユニットの移動方向を示す図であり、図１９に示すように、第１レンズ群１１は、第２レンズ群１２の光軸に対して垂直方向に移動し、第２レンズ群１２は、第１レンズ群１１の光軸に対して垂直方向に移動する。
【００９５】
また、第１及び第２レンズ群を含む投射レンズユニットは、全体的に第２レンズ群１２の光軸に対して垂直方向に移動し、スクリーンに投射される映像の位置を調節する。
【００９６】
また、反射体１３は、全反射ミラーまたはプリズムからなることができる。
【００９７】
本発明では、第１レンズ群１１から出射される光の中心軸と第２レンズ群１２から出射される光の中心軸とが互いに直交するように、第１及び第２レンズ群１１，１２を配置する。
【００９８】
また、第１及び第２レンズ群１１，１２は、マイクロ素子の映像表示面方向に対して垂直方向に配列されることが好ましい。
【００９９】
また、マイクロ素子は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）パネル、ＤＭＤ（DigitalMicromirror Device）パネルなどであり得る。
【０１００】
一方、照明ユニットは、光源１４、第１照明レンズ群１６、第２照明レンズ群１８、第１プリズム１９から構成されることができる。
【０１０１】
ここで、第１照明レンズ群１６は、光源１４から発生した光の輝度を均一にする役割を担い、第２照明レンズ群１８は、第１照明レンズ群１６から出射された光を集める役割を担う。
【０１０２】
ここで、第１照明レンズ群１６は、光の輝度を均一にするライトトンネルと、少なくとも一つのコンデンシングレンズとから構成され、第２照明レンズ群１８は、光を集める少なくとも一つのコンデンシングレンズから構成される。
【０１０３】
また、第１プリズム１９は、第２照明レンズ群１８から出射された光をマイクロ素子に入射させ、マイクロ素子から出射される光を投射レンズユニットの第１レンズ群に入射させる役割を担う。
【０１０４】
ここで、第１プリズム１９は、ＴＩＲ（Total Internal Reflecting）プリズムなどを使用し、マイクロ素子の映像表示面の上部に位置することが好ましい。
【０１０５】
また、照明ユニットは、光源１４と第１照明レンズ群１６との間に配置され、光源１４から発生した光の色を分離するカラーホイール１５と、第１照明レンズ群１６と第２照明レンズ群１８との間に配置され、第１照明レンズ群１６から入射される光を第２照明レンズ群１８に反射させるミラー１７または第２プリズム２０と、をさらに備える。
【０１０６】
ここで、図１５に示す“Ｉ”状の光学システムではミラー１７を使用し、図１７に示す“Ｌ”状の光学システムでは第２プリズム２０を使用する。これは、第１照明レンズ群１６と第２照明レンズ群１８を異なる光軸線上に配列し、プロジェクタの全長を縮めるためである。
【０１０７】
すなわち、光源１４と第１照明レンズ群１６は同じ光軸線上に配列され、第１照明レンズ群１６と第２照明レンズ群１８は異なる光軸線上に配列される。
【０１０８】
このため、第１照明レンズ群１６から出射される光軸方向と第２照明レンズ群１８から出射される光軸方向は、所定の角度でずれている。
【０１０９】
そして、第２照明レンズ群１６と第１プリズム１９は同じ光軸線上に配置される。これは、第１プリズム１９に光を均一に入射させるためである。
【０１１０】
また、第１照明レンズ群１６と投射レンズユニットの第１レンズ群１１は、相異する線上で平行に配列されたり、或いは、異なる線上で会うように配列されることがある。
【０１１１】
また、第２照明レンズ群１６と投射レンズユニットの第１レンズ群１１は互いに直交する方向に配列されても良い。
【０１１２】
一方、本発明によるプロジェクタは、壁または天頂に取り付けることができるように構成することができる。
【０１１３】
図２０は、本発明による壁掛け型プロジェクタを示す背面図で、図２１は、図２０の側面図で、図２２は、図２０の平面図である。
【０１１４】
図２０乃至図２２に示すように、本発明のプロジェクタを壁に掛けるためにはブラケット（braket）のような固定手段が必要である。
【０１１５】
本発明は、一実施形態として、薄型プロジェクタの背面に固定部材を装着し、この固定部材にブラケットを固定する。
【０１１６】
ブラケットは、固定部材に固定されるように、四隅に穴とスロットが形成される。
【０１１７】
図２３及び図２４は、本発明の天井型プロジェクタの一実施の形態を示す側面図であり、図２３は、プロジェクタを駆動しない場合に、プロジェクタを折り畳んだ状態を示し、図２４は、プロジェクタを駆動する場合に、プロジェクタを展開した状態を示す。
【０１１８】
図２３及び図２４に示すように、本発明のプロジェクタは、上部に設けられた固定手段により天井に取り付けることもできる。
【０１１９】
ここで、固定手段は、支持部材とヒンジとから構成され、プロジェクタを回転可能にする。
【０１２０】
図２５及び図２６は、本発明の天井型プロジェクタの他の実施形態を示す背面図である。
【０１２１】
図２５及び図２６に示すように、本発明は、プロジェクタを天井に取り付けるために、プロジェクタの後面に支持手段が設けられる。
【０１２２】
支持手段は、プロジェクタの背面に固定されたブラケットと、ブラケットに結合される下部フランジ（flange）と、下部フランジに結合される支持部材と、該支持部材と結合して天井に固定される上部フランジと、で構成される。
【０１２３】
さらに、本発明のプロジェクタは、スタンド型にすることも可能である。
【０１２４】
図２７は、本発明によるスタンド型プロジェクタを示す前面図で、図２８は、図２７の背面図である。
【０１２５】
図２７及び図２８に示すように、本発明のプロジェクタは、支持手段により床に立たせることができる。
【０１２６】
ここで、支持手段は、支持台とネック（neck）とから構成され、ネックはプロジェクタの背面に取り付けて固定される。
【０１２７】
また、本発明による薄型プロジェクタは、様々な形状に製作可能であり、例えば、厚さの薄い楕円形、円形、三角形、多角形など様々に製作することができる。
【０１２８】
以上説明された内容から当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが理解できる。したがって、本発明の技術的範囲は、上記の具体的な実施形態によって限定されてはいけなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】一般の単板式プロジェクタの構成を示す図である。
【図２】一般の投射レンズユニットの構成を示す図である。
【図３】図１によるプロジェクタの外観を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【図６】本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【図８】本発明の実施形態による投射レンズユニットを示す図である。
【図９】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの前面を示す図である。
【図１０】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの両側を示す斜視図である。
【図１１】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの両側を示す斜視図である。
【図１２】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの上／下部を示す斜視図である。
【図１３】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの上／下部を示す斜視図である。
【図１４】本発明による投射レンズユニットを用いた薄型プロジェクタの内部を示す図である。
【図１５】本発明による薄型プロジェクタの“Ｉ”状の光学システムを示す前面図である。
【図１６】本発明による薄型プロジェクタの“Ｉ”状の光学システムを示す側面図である。
【図１７】本発明による薄型プロジェクタの“Ｌ”状の光学システムを示す前面図である。
【図１８】本発明による薄型プロジェクタの“Ｌ”状の光学システムを示す側面図である。
【図１９】本発明による薄型プロジェクタの投射レンズユニットの移動方向を示す図である。
【図２０】本発明による壁掛け型プロジェクタを示す背面図である。
【図２１】図２０の側面図である。
【図２２】図２０の平面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による天井型プロジェクタを示す側面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による天井型プロジェクタを示す側面図である。
【図２５】本発明の他の実施形態による天井型プロジェクタを示す後面図である。
【図２６】本発明の他の実施形態による天井型プロジェクタを示す後面図である。
【図２７】本発明によるスタンド型プロジェクタを示す前面図である。
【図２８】図２７の後面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１１    第１レンズ群
１２    第２レンズ群
１３    反射体
１４    光源
１５    カラーホイール
１６    第１照明レンズ群
１７    ミラー
１８    第２照明レンズ群
１９    第１プリズム
２０    第２プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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