CN109613788A - 一种单片lcd投影机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片LCD投影机，包括LED光源、聚光镜、准直镜、LCD光阀、场镜和投影镜头，所述LCD光阀设于所述准直镜和场镜之间，所述聚光镜设于所述LED光源和准直镜之间，所述投影镜头设于所述场镜的后面，所述场镜与所述投影镜头之间设有反射镜一，所述反射镜一呈沿其长轴镜像反射。本发明具有体积小巧，外形新颖，图像色均匀度好，散热性能好，使用寿命长等特点。

Description

一种单片LCD投影机

技术领域

本发明涉及投影机技术领域，尤其是涉及一种单片LCD投影机。

背景技术

单片LCD投影机，是指使用一片全彩的、透射式的液晶屏(LCD)为光阀，基于科勒照明，通过投影镜头将光阀的图像放大投射于屏幕上的一种投影机产品。现有单片LCD投影机，根据光路结构的不同，具有直投式和反射式两种结构形式，其中直投式单LCD投影机，由于外形较大，容积利用率不高，造型过时等因素，现市场上已经很少见到；反射式单LCD投影机，如专利文献CN201810522555.0公开的一种单片式液晶投影机，其在投影机宽度基本维持不变的情况下，显著减小了投影机的长度，以减少投影机内部的无用空间，同等条件下使得投影机体积更小型化，但LCD光阀散热性能较差，对反射镜镀膜的性能要求极高，否则反射性能差，导致投影在屏幕上的图像色均匀度差，影响图像画面质量，实用效果比较局限。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种体积小巧，造型新颖，图像色差小，散热性能好，且外形选择更加多元化的单片LCD投影机。

为了实现上述目的，本发明提供了一种单片LCD投影机，包括LED光源、聚光镜、准直镜、LCD光阀、场镜和投影镜头，所述LCD光阀设于所述准直镜和场镜之间，所述聚光镜设于所述LED光源和准直镜之间，所述投影镜头设于所述场镜的后面，所述场镜与投影镜头之间设有反射镜一，所述反射镜一呈沿其长轴镜像反射。

进一步地，所述聚光镜与准直镜之间设有反射镜二，所述反射镜二呈沿其长轴镜像反射。

进一步地，所述投影镜头的光轴与参考地平线一之间的夹角θ1，0°≤θ1≤14°。

进一步地，穿过所述LCD光阀的光轴与参考地平线一之间的夹角θ2，55°≤θ2≤125°。

进一步地，所述反射镜二(3)与参考地平线二之间的夹角θ3，0≤θ3≤45°或-45°≤θ3≤0°。

进一步地，所述聚光镜的光轴与参考地平线二之间的夹角θ4，0°≤θ4≤45°或180°≤θ4≤225°。

进一步地，所述准直镜与LCD光阀之间和所述LCD光阀与场镜之间的空间间隙形成散热风道，所述散热风道的进风口位于所述LCD光阀的一长边，出风口位于所述LCD光阀的另一长边。

本发明的有益效果：

1、本发明在场镜与投影镜头之间设有反射镜一，相比于现有直投式单片LCD投影机，其体积更加小巧，又反射镜一呈沿其长轴镜像反射的布局方式，相比于现有反射式单片LCD投影机，因为反射角度的不同，反射镜镀膜技术要求低，降低反射镜制造成本，从而降低投影机制造成本，同时反射镜反射性能好，图像色均匀度更好，提高图像质量。

2、本发明在聚光镜与准直镜之间设有反射镜二，和场镜与投影镜头之间设有反射镜一，相比于现有反射式单片LCD投影机，体积更加小巧，能更充分利用投影机内的空间，降低包装、运输和存储成本，且投影机外形由传统“卧式”结构变成了“立式”结构，具有显著的新意，进一步提高市场竞争力，推动单片LCD投影机的发展。同时反射镜一和反射镜二均呈沿其长轴镜像反射的布局方式，相比于现有反射式单片LCD投影机，反射镜镀膜要求相对要低，降低反射镜制造成本和提高良品率，从而降低投影机制造成本，同时反射镜反射性能好，图像色差小，提高图像质量。

3、本发明准直镜与LCD光阀之间和LCD光阀与场镜之间的空间空隙形成散热风道，散热风道的进风口位于LCD光阀的一长边，出风口位于LCD光阀的另一长边，即冷却风从LCD光阀的一长边进入，从另一长边流出，散热风道短，散热效果好，能尽可能地保证LCD光阀温度的一致性，使得响应速度和亮度均匀性等更好，从而保障LCD光阀能提供最好的显示效果，也一定程度提升了LCD光阀的使用寿命。

4、本发明投影镜头的光轴与参考地平线一之间的夹角θ1＞0°，相比于现有反射式单片LCD投影机中投影镜头的光轴与参考地平线一之间夹角呈0°，使得投影机投影至屏幕上的图像能获得较大的偏轴，应用场景更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的方案作简单地附图介绍。显而易见地，下面描述中的方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图方案获得其他的方案。

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例二的结构示意图一。

图3为本发明实施例二的结构示意图二。

上述附图标记：

1LED光源，2聚光镜，3反射镜二，4准直镜，5LCD光阀，6场镜，7反射镜一，8投影镜头，9参考地平线一，10参考地平线二。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

如图1所示，本发明提供的一种单片LCD投影机，包括LED光源1、聚光镜2(或空心的方锥光导管)、准直镜4、LCD光阀5、场镜6和投影镜头8，所述LCD光阀5设于所述准直镜4和场镜6之间，所述聚光镜2设于所述LED光源1和准直镜4之间，所述投影镜头8设于所述场镜6的后面；所述场镜6与所述投影镜头8之间设有反射镜一7；所述反射镜一7呈沿其长轴镜像反射。

本实施方式中，场镜6与投影镜头8之间设有反射镜一7，相比于现有直投式单片LCD投影机，其体积更加小巧，又反射镜一7呈沿其长轴镜像反射的布局方式，相比于现有反射式单片LCD投影机，反射镜一7镀膜技术要求低，降低反射镜一7制造成本，从而降低投影机制造成本，同时反射镜一7反射性能好，图像色均匀度更好，提高投影画面质量，同时对投影机整机的外形，提供一种新型的选择。

实施例二

如图2和3所示，本发明提供的一种单片LCD投影机，包括LED光源1、聚光镜2、准直镜4、LCD光阀5、场镜6和投影镜头8，所述LCD光阀5设于所述准直镜4和场镜6之间，所述聚光镜2设于所述LED光源1和准直镜4之间，所述投影镜头8设于所述场镜6的后面；所述聚光镜2与准直镜4之间设有反射镜二3，和所述场镜6与所述投影镜头8之间设有反射镜一7，所述反射镜二3呈沿其长轴镜像反射，所述反射镜一7呈沿其长轴镜像反射。

本实施方式中，聚光镜2与准直镜4之间设有反射镜二3，和场镜6与投影镜头8之间设有反射镜一7，相比于现有反射式单片LCD投影机，体积更加小巧，能更充分利用投影机内的空间，降低包装、运输和存储成本，进一步提高市场竞争力，推动单片LCD投影机的发展。同时反射镜二3和反射镜一7均呈沿其长轴镜像反射的布局方式，相比于现有反射式单片LCD投影机，反射镜3镀膜成本低，降低反射镜3的制造成本，从而降低投影机制造成本，同时反射镜3反射性能好，图像色差小，提高图像画面质量。

现有LCD光阀5呈非正方形的形式，其是以某种宽高比的形式存在，如常见的“4:3”，“16:9”，“16:10”“2：1”等宽高比的显示装置，通常把LCD光阀5尺寸较大的一边称为“长边”或“长边方向”，较小的边称为“短边”或“短边方向”，作LCD光阀5的垂直平分线，和长边平行的平分线称为“长轴”，和短边平行的平分线称为“短轴”，同理屏幕、反射镜二3和反射镜一7的长轴和短轴同LCD光阀5的定义方式类似。根据反射镜原理，如果屏幕的图像是沿反射镜一7短轴被镜像，则称该片反射镜一7为“短轴镜像反射”；同理，如果屏幕的图像是沿反射镜一7长轴被镜像，则称该片反射镜一7为“长轴镜像反射”。以上实施例中，反射镜一7呈沿长轴镜像反射，根据反射镜原理，反射镜一7在光路上对光线进行反射的时候，图像沿反射镜一7短轴被镜像时，反射镜一7其边缘光线角度差会远大于沿长轴被镜像时的角度差，而角度差越大，反射镜一7镀膜成本越高，且反射镜一7反射性能也越低，因此反射镜一7沿长轴镜像反射，反射镜一7具有更好的性价比和性能，同理反射镜二3呈沿长轴镜像反射，反射镜二3具有更好的性价比和性能。

投影机运行过程中，被阻挡的光线在LCD光阀5上以吸收的形式转化为热量，故大部分光线成了发热源，LCD光阀5由于其结构的特殊性(表面为玻璃或偏光材料，内部有包括CF膜、液晶和TFT等)，散热能力极差，故温度到一定程度时，组成TFT(薄膜晶体管)和液晶便开始失效和产生各种异常，造成LCD光阀5不能继续工作，因此为保证LCD光阀5的正常运行，投影机需对LCD光阀5进行散热，其冷却方式有通过轴流风机或鼓风机带走LCD光阀5表面的热量，或者通过设计合理的风道，由LED光源1的散热风机抽走LCD光阀5表面的热量。

以上实施例进一步优选地，如图1-3所示，所述准直镜4与LCD光阀5之间和所述LCD光阀5与场镜6之间的空间间隙形成散热风道，所述散热风道的进风口位于所述LCD光阀5的一长边，出风口位于所述LCD光阀5的另一长边，即冷却风从LCD光阀5的一长边进入，从另一长边流出，其中冷却风经过散热风道时，在进风口一侧因为冷却风和LCD光阀5表面温差大，能带走的热量较多，具有较好的散热能力，随着风在散热风道内向前移动，冷却风不断带走LCD光阀5表面的热量，且不断被LCD光阀5表面的热量交换而加热升温，随着冷却风温度的升高与LCD光阀5表面温差逐步减小，带走的热量会减小，而本实施方式中LCD光阀5由一长边至另一长边的距离短，散热风道短，从而冷却风从进风口到出风口的温差小，从而能带走更多的热量，散热效果好，以保证LCD光阀5温度的一致性、响应速度和亮度均匀性等，大大提高LCD光阀5的使用寿命，从而提高投影机的使用寿命，降低后期维护成本；同时LCD光阀5能承受更强的光照，使得投影机输出亮度得到提高，进一步提升图像画面的亮度。

以上实施例进一步优选地，如图1-3所示，所述投影镜头8的光轴与参考地平线一9之间的夹角θ1，θ1≥0°，优选地，0°≤θ1≤14°，进一步，优选地，0°＜θ1≤14°，如此投影机投影至屏幕上的图像能获得较大的偏轴，可避免无偏轴设计时，投影机水平放置于桌面上时，桌面可能挡图像的不足，应用场景更广。进一步优选地，实施例一和实施例二中，穿过LCD光阀5的光轴与参考地平线一9之间的夹角θ2，55°≤θ2≤125°；实施例二中，反射镜二3与参考地平线二10之间的夹角θ3，0≤θ3≤45°(图2中)，或-45°≤θ3≤0°(图3中)；聚光镜2的光轴与参考地平线二10之间的夹角θ4，0°≤θ4≤45°(图2中)，或180°≤θ4≤225°(图3中)，其中参考地平线一9与参考地平线二10相互平行。上述实施例中各角度的优选，以能保证投影机体积小巧，能更充分利用投影机内的空间，降低包装、运输和存储成本，且使投影机外形由传统“卧式”结构变成了“立式”结构，具有显著的新意，进一步提高市场竞争力，推动单片LCD投影机的发展。

以上实施例中，与现有直投式单片LCD投影机和反射式单片LCD投影机的相比，是建立在“同等光学设计参数”前提下(注：同等光学设计参数即意味着LED光源1、聚光镜2、准直镜4、LCD光阀5、场镜6、投影镜头8等，参数和尺寸都一样，所以光路长度尺寸一致，从而使得投影机电源功率，散热***等也非常类似或一致)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种单片LCD投影机，包括LED光源(1)、聚光镜(2)、准直镜(4)、LCD光阀(5)、场镜(6)和投影镜头(8)，所述LCD光阀(5)设于所述准直镜(4)和场镜(6)之间，所述聚光镜(2)设于所述LED光源(1)和准直镜(4)之间，所述投影镜头(8)设于所述场镜(6)的后面，其特征在于：所述场镜(6)与所述投影镜头(7)之间设有反射镜一(7)，所述反射镜一(7)呈沿其长轴镜像反射。

2.根据权利要求1所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，所述聚光镜(2)与准直镜(4)之间设有反射镜二(3)，所述反射镜二(3)呈沿其长轴镜像反射。

3.根据权利要求1或2所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，所述投影镜头(8)的光轴与参考地平线一(9)之间的夹角θ1，0°≤θ1≤14°。

4.根据权利要求1或2所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，穿过所述LCD光阀(5)的光轴与参考地平线一(9)之间的夹角θ2，55°≤θ2≤125°。

5.根据权利要求2所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，所述反射镜二(3)与参考地平线二(10)之间的夹角θ3，0≤θ3≤45°或-45°≤θ3≤0°。

6.根据权利要求2所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，所述聚光镜(2)的光轴与参考地平线二(10)之间的夹角θ4，0°≤θ4≤45°或180°≤θ4≤225°。

7.根据权利要求1或2所述的一种单片LCD投影机，其特征在于，所述准直镜(4)与LCD光阀(5)之间和所述LCD光阀(5)与场镜(6)之间的空间间隙形成散热风道，所述散热风道的进风口位于所述LCD光阀(5)的一长边，出风口位于所述LCD光阀(5)的另一长边。