一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，包括垂直于水平主光轴的光源系统、聚光镜片组、LCD显示器、投射镜片组和投影屏幕，所述的聚光镜片组将光源系统散发的光线汇聚成平行光线并照射至LCD显示器上，平行光线使LCD显示屏散发出LCD光线，投射镜片组将所述的LCD光线扩散至投影屏幕上成清晰放大图像。本发明的有益效果：通过采用聚光镜片组将光源系统的发出光线聚成无畸变和色差的光线，消除像差，提高成像质量，通过采用投射镜片组将LCD显示屏散发出LCD光线扩散投射至屏幕上成像，有效的节省了空间，与现有技术相比，本发明具有短距离成像的优点，实现了400mm投射100英寸或800mm首设200英寸。
【专利说明】一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置
【【技术领域】】
[0001]发明涉及投影成像领域，特别是一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置。【背景技木】
[0002]在现有的投影成像显示装置中，投影设备广泛应用于政府机关、エ商业及教育机关中。由于投影设备的成像原理是将影像投射与远处的屏幕或者是墙壁上，因此，投影机所能显示的影像大小是根据投影机与屏幕的距离而决定，在室内使用极为不便。
[0003]传统的投影机以白光灯泡作为光源，经过投影机内部的光学系统而将影像投射与屏幕上。由于所投射出的影像需要清洗可见，因此所使用的白光灯泡需具有较高亮度，并且每ー两年内就必须更换灯泡，对使用者造成不便。针对上述问题，现如今的投影机发展出采用发光二级管作为光源，随着投影设备的小型化，其内部空间也越来越狭窄，相対的内部光源系统发出的光线与装置内部的行径也会越来越短，因此光源的散热问题仍得不得有效的解决，而且成像质量也难以保证。 【
【发明内容】
】
[0004]本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，能够减少投射距离，扩大成像范围，提高成像的质量。
[0005]为实现上述目的，本发明提出了一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，包括垂直于水平主光轴L的光源系统、聚光镜片组、LCD显示器、投射镜片组和投影屏幕，所述的光源系统、聚光镜片组、IXD显示器和投射镜片组依次固定在壳体内，投影屏幕位于壳体的外侧，所述的聚光镜片组将光源系统散发的光线汇聚成平行光线并照射至IXD显示器上，平行光线使LCD显示屏散发出LCD光线，投射镜片组将所述的LCD光线扩散至投影屏幕上成清晰放大图像。
[0006]作为优选，所述的光源系统包括铝基板和若干个发光二极管，铝基板上设置有球形凹面，所述的发光二极管固定在铝基板的凹面内，铝基板背面设置有散热器。
[0007]作为优选，所述的发光二极管呈圆形阵列在凹面内。
[0008]作为优选，所述的聚光镜片组包括第一聚光凸透镜和第二聚光凸透镜，所述的第一聚光凸透镜和第二聚光凸透镜的镜面为双曲线曲面，第一聚光凸透镜的焦距大于第二聚光凸透镜的焦距。
[0009]作为优选，所述的投射镜片组包括第一投影凸透镜、投影调焦镜、投影凹透镜和第二投影凸透镜，所述的第一投影凸透镜、投影调焦镜、投影凹透镜和第二投影凸透镜的横截面积依次縮小，投影调焦镜的一端连接有可调节投影调焦镜在壳体内左右位移的调节机构，所述的调节机构固定在壳体的外壁上。
[0010]作为优选，所述的投影调焦镜具有至少ー个凸面。
[0011]作为优选，所述的调节机构包括螺纹杆和旋钮，所述的螺纹杆轴向固定在壳体内并与投影调焦镜连接，旋钮固定在壳体上，所述的旋钮的外壁上设置有与螺纹杆相配合的螺纹，旋钮通过螺纹与螺纹杆啮合固定。
[0012]作为优选，所述的第二投影凸透镜的焦距为3mm，第二投影凸透镜的视场角a ≥140。。
[0013]作为优选，所述的IXD显示器和投射镜片组之间设置有调光板。
[0014]作为优选，壳体与投影屏幕的距离为400mm。
[0015]本发明的有益效果:本发明通过采用聚光镜片组将光源系统的发出光线聚成无畸变和色差的光线，消除像差，提高成像质量，通过采用投射镜片组将LCD显示屏散发出LCD光线扩散投射至屏幕上成像，有效的节省了空间，与现有技术相比，本发明具有短距离成像的优点，实现了 400mm投射100英寸或800mm首设200英寸。
[0016]本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图中:1-光源系统、11-铝基板、12-发光二级管、13-散热器、2-聚光镜片组、21-第一聚光凸透镜、22-第二聚光凸透镜、3-1XD显示器、4-投射镜片组、41-第一投影凸透镜、42-投影调焦镜、43投影凹透镜、44-第二投影凸透镜、45-调节机构、451-螺纹杆、452旋钮、5-投影屏幕、6-壳体、7-调节板。
【【具体实施方式】】
[0019]參阅图1，本发明包括垂直于水平主光轴L的光源系统1、聚光镜片组2、IXD显示器3、投射镜片组4和投影屏幕5，所述的光源系统1、聚光镜片组2、IXD显示器3和投射镜片组4依次固定在壳体6内，投影屏幕5位于壳体6的外侧，所述的聚光镜片组2将光源系统散发I的光线汇聚成平行光线并照射至IXD显示器3上，平行光线使IXD显示屏3散发出LCD光线，投射镜片组4将所述的LCD光线扩散至投影屏幕5上成清晰放大图像，所述的光源系统I包括铝基板11和若干个发光二极管12，铝基板11上设置有球形凹面111，所述的发光二极管12固定在铝基板11的凹面111内，铝基板11背面设置有散热器13，所述的发光二极管12呈圆形阵列在凹面111内，所述的聚光镜片组2包括第一聚光凸透镜21和第二聚光凸透镜22，所述的第一聚光凸透镜21和第二聚光凸透镜22的镜面为双曲线曲面，第一聚光凸透镜21的焦距大于第二聚光凸透镜22的焦距，所述的投射镜片组4包括第一投影凸透镜41、投影调焦镜42、投影凹透镜43和第二投影凸透镜44，所述的第一投影凸透镜41、投影调焦镜42、投影凹透镜43和第二投影凸透镜44的横截面积依次縮小，投影调焦镜42的一端连接有可调节投影调焦镜42在壳体6内左右位移的调节机构45，所述的调节机构45固定在壳体6的外壁上，所述的调节机构45包括螺纹杆451和旋钮452，所述的螺纹杆451轴向固定在壳体6内并与投影调焦镜42连接，旋钮452固定在壳体6上，所述的旋钮452的外壁上设置有与螺纹杆451相配合的螺纹453，旋钮452通过螺纹453与螺纹杆451啮合连接，所述的投影调焦镜42具有至少ー个凸面，所述的第二投影凸透镜42的焦距为3mm，第二投影凸透镜42的视场角a≥140°，所述的IXD显示器3和投射镜片组4之间设置有调光板7，所述的壳体6的长度为400mm，壳体6与投影屏幕5的距离为100英寸。
[0020]本发明的工作原理:本发明基于(OTF)光学传递函数原理，由于物体总是可以看作是无限像点的聚合，控制物点发出的光线将直接影响成像质量，本发明通过光源系统I中的若干个发光二极管12发出光线，由于发光二极管12在发光的同时将产生大量的热量，为了对于发光二级管12进行散热，通过在铝基板11的背面设置散热器13，解决了传统成像装置散热难的问题；由于发光二极管12发出光线为发散型，因此通过聚光镜片组2将光线会聚成平行光线，由于第一聚光凸透镜21的焦距大于第二聚光凸透镜22的焦距，第一聚光凸透镜21将发散型的光线先ー步会聚成光线间夹角变小的类似平行光线，该类似平行光线再经第二聚光凸透镜22会聚后，形成平行光线并照射至IXD显示器3上，以致IXD显示器3散发出LCD光线，边缘光线的光路有自然増光功能，基本上能达到平衡图面的光度，如果有偏差，本发明通过在LCD显示器3和投射镜片组4之间设置调光板7，通过径向透光率变化来调节亮度平衡问题；LCD光线经投射镜片组4扩散至投影屏幕5上，由于第一投影凸透镜41将IXD光线汇聚，汇聚后投射至投影调焦镜42上，本发明采用光学像差自馈校正法，利用光路的可透原理，产生ー个与投影物镜像差相反的一个量值去校正其像点(指主光线)而投射在投影屏幕5上的落点与辅助光线(理想线)即会聚光线在投影屏幕5上的落点重合，完成像质的调制，由于投影调焦镜42具有凸面，因此投影调焦镜42将取到凸透镜效果，通过转动调节机构45中旋钮452,旋钮452将带动螺纹杆451移动从而带动投影调焦镜42实现位移改变，达到调焦效果；IXD光线再经投影凹透镜43后由第二投影凸透镜44投射，由此完成了超短距离成像由400mm远的投影屏幕5投放成像。
[0021]上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:包括垂直于水平主光轴的光源系统(I)、聚光镜片组(2)、IXD显示器(3)、投射镜片组(4)和投影屏幕(5)，所述的光源系统(I)、聚光镜片组(2)、IXD显示器(3)和投射镜片组(4)依次固定在壳体(6)内，投影屏幕(5)位于壳体(6)的外侧，所述的聚光镜片组(2)将光源系统散发(I)的光线汇聚成平行光线并照射至IXD显示器(3)上，平行光线使IXD显示屏(3)散发出IXD光线，投射镜片组(4)将所述的IXD光线扩散至投影屏幕(5)上成清晰放大图像。
2.根据权利要求1所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的光源系统(I)包括铝基板(11)和若干个发光二极管(12)，铝基板(11)上设置有球形凹面(111)，所述的发光二极管(12)固定在铝基板(11)的凹面(111)内，铝基板(11)背面设置有散热器(13)。
3.根据权利要求2所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的发光二极管(12)呈圆形阵列在凹面(111)内。
4.根据权利要求1所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的聚光镜片组(2)包括第一聚光凸透镜(21)和第二聚光凸透镜(22)，所述的第一聚光凸透镜(21)和第二聚光凸透镜(22)的镜面为双曲线曲面，第一聚光凸透镜(21)的焦距大于第二聚光凸透镜(22)的焦距。
5.根据权利要求1所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的投射镜片组(4)包括第一投影凸透镜(41)、投影调焦镜(42)、投影凹透镜(43)和第二投影凸透镜(44)，所述的第一投影凸透镜(41)、投影调焦镜(42)、投影凹透镜(43)和第二投影凸透镜(44)的横截面积依次縮小，投影调焦镜(42)的一端连接有可调节投影调焦镜(42)在壳体(6)内左右位移的调节机构(45)，所述的调节机构(45)固定在壳体(6)的外壁上。
6.根据权利要求5所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的调节机构(45)包括螺纹杆(451)和旋钮(452)，所述的螺纹杆(451)轴向固定在壳体(6)内并与投影调焦镜(42)连接，旋钮(452)固定在壳体(6)上，所述的旋钮(452)的外壁上设置有与螺纹杆(451)相配合的螺纹(453)，旋钮(452)通过螺纹(453)与螺纹杆(451)啮合连接。
7.根据权利要求6所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的投影调焦镜(42)具有至少ー个凸面。
8.根据权利要求5所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在干:所述的第二投影凸透镜(42)的焦距为3mm，第二投影凸透镜(42)的视场角a≥140°。
9.根据权利要求1所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:所述的IXD显示器(3)和投射镜片组(4)之间设置有调光板(7)。
10.根据权利要求1所述的ー种大屏幕背投直投式超短距离成像显示装置，其特征在于:壳体(6)与投影屏幕(5)的距离为400mm。
【文档编号】G03B21/20GK103592813SQ201310579364
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】钱开明, 丁文娟 申请人:钱开明, 丁文娟