一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，包括垂直于水平主光軸的光源系統(tǒng)、聚光鏡片組、LCD顯示器、投射鏡片組和投影屏幕，所述的聚光鏡片組將光源系統(tǒng)散發(fā)的光線匯聚成平行光線并照射至LCD顯示器上，平行光線使LCD顯示屏散發(fā)出LCD光線，投射鏡片組將所述的LCD光線擴散至投影屏幕上成清晰放大圖像。本發(fā)明的有益效果：通過采用聚光鏡片組將光源系統(tǒng)的發(fā)出光線聚成無畸變和色差的光線，消除像差，提高成像質(zhì)量，通過采用投射鏡片組將LCD顯示屏散發(fā)出LCD光線擴散投射至屏幕上成像，有效的節(jié)省了空間，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有短距離成像的優(yōu)點，實現(xiàn)了400mm投射100英寸或800mm首設200英寸。
【專利說明】一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]發(fā)明涉及投影成像領(lǐng)域，特別是一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置?！颈尘凹寄尽?br> [0002]在現(xiàn)有的投影成像顯示裝置中，投影設備廣泛應用于政府機關(guān)、エ商業(yè)及教育機關(guān)中。由于投影設備的成像原理是將影像投射與遠處的屏幕或者是墻壁上，因此，投影機所能顯示的影像大小是根據(jù)投影機與屏幕的距離而決定，在室內(nèi)使用極為不便。
[0003]傳統(tǒng)的投影機以白光燈泡作為光源，經(jīng)過投影機內(nèi)部的光學系統(tǒng)而將影像投射與屏幕上。由于所投射出的影像需要清洗可見，因此所使用的白光燈泡需具有較高亮度，并且每ー兩年內(nèi)就必須更換燈泡，對使用者造成不便。針對上述問題，現(xiàn)如今的投影機發(fā)展出采用發(fā)光二級管作為光源，隨著投影設備的小型化，其內(nèi)部空間也越來越狹窄，相対的內(nèi)部光源系統(tǒng)發(fā)出的光線與裝置內(nèi)部的行徑也會越來越短，因此光源的散熱問題仍得不得有效的解決，而且成像質(zhì)量也難以保證。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，能夠減少投射距離，擴大成像范圍，提高成像的質(zhì)量。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，包括垂直于水平主光軸L的光源系統(tǒng)、聚光鏡片組、LCD顯示器、投射鏡片組和投影屏幕，所述的光源系統(tǒng)、聚光鏡片組、IXD顯示器和投射鏡片組依次固定在殼體內(nèi)，投影屏幕位于殼體的外側(cè)，所述的聚光鏡片組將光源系統(tǒng)散發(fā)的光線匯聚成平行光線并照射至IXD顯示器上，平行光線使LCD顯示屏散發(fā)出LCD光線，投射鏡片組將所述的LCD光線擴散至投影屏幕上成清晰放大圖像。
[0006]作為優(yōu)選，所述的光源系統(tǒng)包括鋁基板和若干個發(fā)光二極管，鋁基板上設置有球形凹面，所述的發(fā)光二極管固定在鋁基板的凹面內(nèi)，鋁基板背面設置有散熱器。
[0007]作為優(yōu)選，所述的發(fā)光二極管呈圓形陣列在凹面內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)選，所述的聚光鏡片組包括第一聚光凸透鏡和第二聚光凸透鏡，所述的第一聚光凸透鏡和第二聚光凸透鏡的鏡面為雙曲線曲面，第一聚光凸透鏡的焦距大于第二聚光凸透鏡的焦距。
[0009]作為優(yōu)選，所述的投射鏡片組包括第一投影凸透鏡、投影調(diào)焦鏡、投影凹透鏡和第二投影凸透鏡，所述的第一投影凸透鏡、投影調(diào)焦鏡、投影凹透鏡和第二投影凸透鏡的橫截面積依次縮小，投影調(diào)焦鏡的一端連接有可調(diào)節(jié)投影調(diào)焦鏡在殼體內(nèi)左右位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在殼體的外壁上。
[0010]作為優(yōu)選，所述的投影調(diào)焦鏡具有至少ー個凸面。
[0011]作為優(yōu)選，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)包括螺紋桿和旋鈕，所述的螺紋桿軸向固定在殼體內(nèi)并與投影調(diào)焦鏡連接，旋鈕固定在殼體上，所述的旋鈕的外壁上設置有與螺紋桿相配合的螺紋，旋鈕通過螺紋與螺紋桿嚙合固定。
[0012]作為優(yōu)選，所述的第二投影凸透鏡的焦距為3mm，第二投影凸透鏡的視場角a ≥140。。
[0013]作為優(yōu)選，所述的IXD顯示器和投射鏡片組之間設置有調(diào)光板。
[0014]作為優(yōu)選，殼體與投影屏幕的距離為400mm。
[0015]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過采用聚光鏡片組將光源系統(tǒng)的發(fā)出光線聚成無畸變和色差的光線，消除像差，提高成像質(zhì)量，通過采用投射鏡片組將LCD顯示屏散發(fā)出LCD光線擴散投射至屏幕上成像，有效的節(jié)省了空間，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有短距離成像的優(yōu)點，實現(xiàn)了 400mm投射100英寸或800mm首設200英寸。
[0016]本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-光源系統(tǒng)、11-鋁基板、12-發(fā)光二級管、13-散熱器、2-聚光鏡片組、21-第一聚光凸透鏡、22-第二聚光凸透鏡、3-1XD顯示器、4-投射鏡片組、41-第一投影凸透鏡、42-投影調(diào)焦鏡、43投影凹透鏡、44-第二投影凸透鏡、45-調(diào)節(jié)機構(gòu)、451-螺紋桿、452旋鈕、5-投影屏幕、6-殼體、7-調(diào)節(jié)板。
【【具體實施方式】】
[0019]參閱圖1，本發(fā)明包括垂直于水平主光軸L的光源系統(tǒng)1、聚光鏡片組2、IXD顯示器3、投射鏡片組4和投影屏幕5，所述的光源系統(tǒng)1、聚光鏡片組2、IXD顯示器3和投射鏡片組4依次固定在殼體6內(nèi)，投影屏幕5位于殼體6的外側(cè)，所述的聚光鏡片組2將光源系統(tǒng)散發(fā)I的光線匯聚成平行光線并照射至IXD顯示器3上，平行光線使IXD顯示屏3散發(fā)出LCD光線，投射鏡片組4將所述的LCD光線擴散至投影屏幕5上成清晰放大圖像，所述的光源系統(tǒng)I包括鋁基板11和若干個發(fā)光二極管12，鋁基板11上設置有球形凹面111，所述的發(fā)光二極管12固定在鋁基板11的凹面111內(nèi)，鋁基板11背面設置有散熱器13，所述的發(fā)光二極管12呈圓形陣列在凹面111內(nèi)，所述的聚光鏡片組2包括第一聚光凸透鏡21和第二聚光凸透鏡22，所述的第一聚光凸透鏡21和第二聚光凸透鏡22的鏡面為雙曲線曲面，第一聚光凸透鏡21的焦距大于第二聚光凸透鏡22的焦距，所述的投射鏡片組4包括第一投影凸透鏡41、投影調(diào)焦鏡42、投影凹透鏡43和第二投影凸透鏡44，所述的第一投影凸透鏡41、投影調(diào)焦鏡42、投影凹透鏡43和第二投影凸透鏡44的橫截面積依次縮小，投影調(diào)焦鏡42的一端連接有可調(diào)節(jié)投影調(diào)焦鏡42在殼體6內(nèi)左右位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)45，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)45固定在殼體6的外壁上，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)45包括螺紋桿451和旋鈕452，所述的螺紋桿451軸向固定在殼體6內(nèi)并與投影調(diào)焦鏡42連接，旋鈕452固定在殼體6上，所述的旋鈕452的外壁上設置有與螺紋桿451相配合的螺紋453，旋鈕452通過螺紋453與螺紋桿451嚙合連接，所述的投影調(diào)焦鏡42具有至少ー個凸面，所述的第二投影凸透鏡42的焦距為3mm，第二投影凸透鏡42的視場角a≥140°，所述的IXD顯示器3和投射鏡片組4之間設置有調(diào)光板7，所述的殼體6的長度為400mm，殼體6與投影屏幕5的距離為100英寸。
[0020]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明基于(OTF)光學傳遞函數(shù)原理，由于物體總是可以看作是無限像點的聚合，控制物點發(fā)出的光線將直接影響成像質(zhì)量，本發(fā)明通過光源系統(tǒng)I中的若干個發(fā)光二極管12發(fā)出光線，由于發(fā)光二極管12在發(fā)光的同時將產(chǎn)生大量的熱量，為了對于發(fā)光二級管12進行散熱，通過在鋁基板11的背面設置散熱器13，解決了傳統(tǒng)成像裝置散熱難的問題；由于發(fā)光二極管12發(fā)出光線為發(fā)散型，因此通過聚光鏡片組2將光線會聚成平行光線，由于第一聚光凸透鏡21的焦距大于第二聚光凸透鏡22的焦距，第一聚光凸透鏡21將發(fā)散型的光線先ー步會聚成光線間夾角變小的類似平行光線，該類似平行光線再經(jīng)第二聚光凸透鏡22會聚后，形成平行光線并照射至IXD顯示器3上，以致IXD顯示器3散發(fā)出LCD光線，邊緣光線的光路有自然増光功能，基本上能達到平衡圖面的光度，如果有偏差，本發(fā)明通過在LCD顯示器3和投射鏡片組4之間設置調(diào)光板7，通過徑向透光率變化來調(diào)節(jié)亮度平衡問題；LCD光線經(jīng)投射鏡片組4擴散至投影屏幕5上，由于第一投影凸透鏡41將IXD光線匯聚，匯聚后投射至投影調(diào)焦鏡42上，本發(fā)明采用光學像差自饋校正法，利用光路的可透原理，產(chǎn)生ー個與投影物鏡像差相反的一個量值去校正其像點(指主光線)而投射在投影屏幕5上的落點與輔助光線(理想線)即會聚光線在投影屏幕5上的落點重合，完成像質(zhì)的調(diào)制，由于投影調(diào)焦鏡42具有凸面，因此投影調(diào)焦鏡42將取到凸透鏡效果，通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)機構(gòu)45中旋鈕452,旋鈕452將帶動螺紋桿451移動從而帶動投影調(diào)焦鏡42實現(xiàn)位移改變，達到調(diào)焦效果；IXD光線再經(jīng)投影凹透鏡43后由第二投影凸透鏡44投射，由此完成了超短距離成像由400mm遠的投影屏幕5投放成像。
[0021]上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:包括垂直于水平主光軸的光源系統(tǒng)(I)、聚光鏡片組(2)、IXD顯示器(3)、投射鏡片組(4)和投影屏幕(5)，所述的光源系統(tǒng)(I)、聚光鏡片組(2)、IXD顯示器(3)和投射鏡片組(4)依次固定在殼體(6)內(nèi)，投影屏幕(5)位于殼體(6)的外側(cè)，所述的聚光鏡片組(2)將光源系統(tǒng)散發(fā)(I)的光線匯聚成平行光線并照射至IXD顯示器(3)上，平行光線使IXD顯示屏(3)散發(fā)出IXD光線，投射鏡片組(4)將所述的IXD光線擴散至投影屏幕(5)上成清晰放大圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的光源系統(tǒng)(I)包括鋁基板(11)和若干個發(fā)光二極管(12)，鋁基板(11)上設置有球形凹面(111)，所述的發(fā)光二極管(12)固定在鋁基板(11)的凹面(111)內(nèi)，鋁基板(11)背面設置有散熱器(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的發(fā)光二極管(12)呈圓形陣列在凹面(111)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的聚光鏡片組(2)包括第一聚光凸透鏡(21)和第二聚光凸透鏡(22)，所述的第一聚光凸透鏡(21)和第二聚光凸透鏡(22)的鏡面為雙曲線曲面，第一聚光凸透鏡(21)的焦距大于第二聚光凸透鏡(22)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的投射鏡片組(4)包括第一投影凸透鏡(41)、投影調(diào)焦鏡(42)、投影凹透鏡(43)和第二投影凸透鏡(44)，所述的第一投影凸透鏡(41)、投影調(diào)焦鏡(42)、投影凹透鏡(43)和第二投影凸透鏡(44)的橫截面積依次縮小，投影調(diào)焦鏡(42)的一端連接有可調(diào)節(jié)投影調(diào)焦鏡(42)在殼體(6)內(nèi)左右位移的調(diào)節(jié)機構(gòu)(45)，所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)(45)固定在殼體(6)的外壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)(45)包括螺紋桿(451)和旋鈕(452)，所述的螺紋桿(451)軸向固定在殼體(6)內(nèi)并與投影調(diào)焦鏡(42)連接，旋鈕(452)固定在殼體(6)上，所述的旋鈕(452)的外壁上設置有與螺紋桿(451)相配合的螺紋(453)，旋鈕(452)通過螺紋(453)與螺紋桿(451)嚙合連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的投影調(diào)焦鏡(42)具有至少ー個凸面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在干:所述的第二投影凸透鏡(42)的焦距為3mm，第二投影凸透鏡(42)的視場角a≥140°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:所述的IXD顯示器(3)和投射鏡片組(4)之間設置有調(diào)光板(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大屏幕背投直投式超短距離成像顯示裝置，其特征在于:殼體(6)與投影屏幕(5)的距離為400mm。
【文檔編號】G03B21/20GK103592813SQ201310579364
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】錢開明, 丁文娟 申請人:錢開明, 丁文娟