基于手机液晶显示屏的全息投影仪的制作方法

本发明涉及投影装置技术领域，尤其涉及一种基于手机液晶显示屏的全息投影仪。

背景技术：

随着科技的进步、社会的发展，人们的生活质量不断提高，手机更新换代的周期越来越短；据统计，截止到2016年9月底，我国手机用户已达2.5亿，若以3年为换机率计算，中国平均每年有近7000万部手机退役，产生40万吨的电子废弃物，造成环境污染；一部小小的手机就使用了铜、金、银、钯等十几种回收价值较高的金属，以及铅、汞、镉、六价铬、锑锌、聚溴二苯醚等有毒有害物质；如果把废旧手机当作普通垃圾填埋处理或者焚烧，那么必将会污染土壤、水质和大气，还可能引发人类神经系统和免疫系统的疾病；废旧手机回收和利用问题亟待解决。而另一方面，中国的投影市场规模庞大、竞争激烈，据奥维云网研究数据显示，2016年仅激光投影的市场销量规模就超过了15万台；投影仪被普遍用于教育，商务，工程，家用等，是当今较为广泛使用的媒体设备；近年来，3d投影开始进入人们的视野，其相比于平面投影在展示效果上有着巨大的优势，但其高昂的价格和不够完善的技术极大地限制了推广。若能将废旧手机利用与投影仪相结合，不仅实现了废物的循环利用、改善了生态环境，也使得投影仪制作成本降低，有利于其推广应用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于手机液晶显示屏的全息投影仪，可实现废旧手机的循环利用、改善了生态环境，同时降低投影仪的制作成本，有利于其推广应用。

本发明的基于手机液晶显示屏的全息投影仪，包括控制系统、手机的液晶显示屏、补偿光源、光路系统和电源模块；

所述控制系统包括单片机；

所述液晶显示屏设有图像驱动模块及第一背光光源，所述图像驱动模块的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述第一背光光源为冷阴极荧光灯结构；

所述补偿光源用于发出高亮平行光并作为液晶显示屏的第二背光光源；

所述光路系统用于将显示在液晶显示屏上的影音图片投影成像，所述光路系统包括沿光向依次设置的滤光器、偏光器及设有凸透镜的镜头总成；

所述电源模块用于为各用电部件供电。

通过上述公开内容，本发明具有以下有益技术效果：本发明的基于手机液晶显示屏的全息投影仪，在第一背光光源及第二背光光源所发出光线的共同作用下，借助现有手机的液晶显示屏将在液晶显示屏上显示的影音图片通过光路系统投出，有效实现了废旧手机的循环利用、改善了生态环境，同时降低投影仪的制作成本，有利于其推广应用；此为，第二背光光源发出的高亮平行光透过液晶显示屏，有效提高了图像亮度，补偿了液晶显示屏冷阴极荧光灯结构存在的亮度不足问题，提高投影仪的成像效果。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述补偿光源包括led冷光灯及匀光装置；所述匀光装置设有凹面，且所述凹面的面壁设有反射层，所述led冷光灯置于凹面的焦点处，使得led冷光灯发出的光形成高亮平行光。采用这一结构，使得投影平面的亮度更加均匀，并消除了强光系统二次成像所带来的暗斑点。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述镜头总成中设有用于实时探测投影仪流明值的流明度测试仪，所述流明度测试仪的的信号输出端与单片机的信号输入端相连，用于驱动所述led冷光灯的驱动器的信号输入端与单片机的信号输出端相连。采用这一结构，可自动调节led冷光灯的发光亮度，使得影仪的流明度维持在合适的范围内，避免因太暗影响视觉效果，也防止流明度过高而刺眼。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述反射层采用水性丙烯酸涂料喷涂而成。水性丙烯酸涂料为高漫反射涂料，能够提高发光效率，消除眩光或光斑，并保证良好的光色一致性，减伤高光保护程度，去除高亮点域。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述控制系统还包括信号传输器，所述单片机通过信号传输器与外置终端相通信。采用这一结构，可实现对投影仪的远程调节和监控。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述镜头总成的镜筒为组合式结构并包括外镜筒和套设在外镜筒内的内镜筒；所述外镜筒由第一驱动电机驱动而沿轴向伸缩，所述内镜筒由第二驱动电机驱动而沿轴向伸缩，使得镜头总成的焦距可调；所述第一驱动电机、第二驱动电机均与单片机相连。采用这一结构，可通过电动方式实现焦距的调节，使得调节方便，调节准确度高。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述滤光器设有由聚乙酰丙酮铜制备的有机薄膜晶体管，所述有机薄膜晶体管与单片机相连。采用这一结构，可将通光量的调节范围增大至全区域，实现像素点上不同色光的精确转化，避免漏光现象发生影响其成像效果

作为对上述技术方案的进一步改进，该投影仪还包括一机箱，所述控制系统、液晶显示屏、补偿光源及光路系统均以可拆卸方式安装于机箱，所述机箱上设有电源接口及视频信号输入接口。采用这一结构，有利于各部件的集成化，

作为对上述技术方案的进一步改进，所述机箱中设有散热风扇及用于实时探测发热部件表面温度的温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述散热风扇的信号输入端与单片机的信号输出端相连。采用这一结构，可实现机箱的智能散热，延长投影仪的使用寿命没，提高投影仪的安全性能。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述机箱中还设有用于循环输送冷却液的冷却管道及用于提供冷却液流动动力的循环泵，所述冷却管道与发热部件表面相接触，所述循环泵的信号输入端与单片机的信号输出端相连。采用这一结构，形成多级散热系统，提高投影仪的散热性能。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的原理框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图3所示：本实施例的基于手机液晶显示屏的全息投影仪，包括控制系统、手机的液晶显示屏8、补偿光源、光路系统和电源模块23。所述控制系统包括单片机1，此外，控制系统还包括若干现有的控制电路；单片机1例如可选51单片机，其具有数据处理和信号控制的功能。所述液晶显示屏8设有图像驱动模块24及第一背光光源，所述图像驱动模块24的信号输入端与单片机1的信号输出端相连，所述第一背光光源为冷阴极荧光灯结构；单片机1将影音图片数据发送至图像驱动模块，最后在液晶显示屏8上显示出来；液晶显示屏8主要指智能手机的内屏。所述补偿光源用于发出高亮平行光并作为液晶显示屏8的第二背光光源。所述光路系统用于将显示在液晶显示屏8上的影音图片投影成像，所述光路系统包括沿光向依次设置的滤光器9、偏光器11及设有凸透镜的镜头总成19；除此之外，要实现全息投影，在镜头总成的光路末端还需社会设置承接屏，例如现有的金字塔结构的成像体。所述电源模块23用于为各用电部件供电，电源模块可以是市电或者专用蓄电池。

本实施例的基于手机液晶显示屏8的全息投影仪，在第一背光光源及第二背光光源所发出光线的共同作用下，借助现有手机的液晶显示屏8将在液晶显示屏8上显示的影音图片通过光路系统投出，有效实现了废旧手机的循环利用、改善了生态环境，同时降低投影仪的制作成本，有利于其推广应用；此为，第二背光光源发出的高亮平行光透过液晶显示屏8，有效提高了图像亮度，补偿了液晶显示屏8冷阴极荧光灯结构存在的亮度不足问题，提高投影仪的成像效果。

本实施例中，所述补偿光源包括led冷光灯6及匀光装置7；所述匀光装置7设有凹面，且所述凹面的面壁设有反射层，所述led冷光灯6置于凹面的焦点处，使得led冷光灯6发出的光形成高亮平行光。凹面可为半球状结构；led冷光灯6可以近似看做一个点光源，将led冷光灯6置于凹面的焦点处，将点光源发出的光转换为均匀的平行光，使得投影平面的亮度更加均匀，并消除了强光系统二次成像所带来的暗斑点。图2中的箭头所示即为光路方向。

本实施例中，所述镜头总成19中设有用于实时探测投影仪流明值的流明度测试仪25，所述流明度测试仪25的的信号输出端与单片机1的信号输入端相连，用于驱动所述led冷光灯6的驱动器26的信号输入端与单片机1的信号输出端相连。通过流明度测试仪25的数据反馈，可自动调节led冷光灯6的发光亮度；例如，当60％以上测试样本点流明度达到阈值s1时，将反馈信号作用于led强光系统，部分led光源断开；反之当60％以上样本点处于阈值s2处时，单片机1控制光源闭合；通过负反馈调节控制led冷光灯6的亮度，使流明度维持在2000-2500范围内，避免因太暗影响视觉效果，也防止流明度过高而刺眼。

本实施例中，所述反射层采用水性丙烯酸涂料喷涂而成。水性丙烯酸涂料为高漫反射涂料，能够提高发光效率，消除眩光或光斑，并保证良好的光色一致性，减伤高光保护程度，去除高亮点域。

本实施例中，所述控制系统还包括信号传输器21，所述单片机1通过信号传输器21与外置终端22相通信。信号传输器21的设置可实现对投影仪的远程调节和监控；信号传输器21优选为无线通信器结构，例如通过红外、蓝牙、wifi网络等方式而实现通信；外置终端22可为上位机，也可以是便携式遥控器。

本实施例中，所述镜头总成的镜筒为组合式结构并包括外镜筒和套设在外镜筒内的内镜筒；所述外镜筒由第一驱动电机15驱动而沿轴向伸缩，所述内镜筒由第二驱动电机17驱动而沿轴向伸缩，使得镜头总成的焦距可调；所述第一驱动电机15、第二驱动电机17均与单片机1相连。外镜筒与内镜筒中均设置了凸透镜，形成透镜组；外镜筒、内镜筒的伸缩带动相应凸透镜的移动，从而实现焦距的调节；第一驱动电机15的动力输出端可与第一调焦齿轮16相连，第二驱动电机17的动力输出端可与第二调焦齿轮18相连，在单片机1的信号控制下，第一驱动电机15、第二驱动电机17分别动作，从而通过电动方式实现焦距的调节，使得调节方便，调节准确度高。

本实施例中，所述滤光器9设有由聚乙酰丙酮铜制备的有机薄膜晶体管10a，所述有机薄膜晶体管10a与单片机1相连。若干有机薄膜晶体管形成有机晶体层10；滤光器9的输入端信号为经led强光系统增强后的冷光源信号，由于电压值的大小变化影响着液晶显示屏8上分子的排列状态，随着电压信号的变化，单一荧光灯与液晶显示屏8的背光模式无法在全区间范围内调节通光量，仍存在少量的光透过液晶屏参与成像，漏光现象随之产生；因此，液晶显示屏8光路区域后方采用由聚乙酰丙酮铜制备的有机薄膜晶体管取代传统的滤光片结构，表现出对应于高阻“0”和低阻“1”的点穴双稳开关特性，所加电压超过阈值k1时，突发由“1”到“0”的开关过程，两种状态下电流数量级相差10³；由单片机1根据输入端信号变化，控制所加电压的大小，经由有机薄膜晶体管的这种开关特性，将通光量的调节范围增大至全区域，实现像素点上不同色光的精确转化，避免漏光现象发生影响其成像效果。

本实施例中，该投影仪还包括一机箱20，所述控制系统、液晶显示屏8、补偿光源及光路系统均以可拆卸方式安装于机箱20，所述机箱20上设有电源接口2及视频信号输入接口13。机箱20的设置有利于各部件的集成化；机箱20中设有若干安装板；此外，为实现各部件的紧凑化安装，机箱20中还设置若干的反射镜14及相关的透光孔；电源接口2供市电接入；视频信号输入接口13可使用最为广泛的vga接口，不仅可以连接显示高清视频，而且还能将视频信号分解为r、g、b三原色和hv行场信号进行传输，实现传输过程中损耗的降低，保障投影仪的高适用性。

本实施例中，所述机箱中设有散热风扇3及用于实时探测发热部件表面温度的温度传感器12，所述温度传感器12的信号输出端与单片机1的信号输入端相连，所述散热风扇3的信号输入端与单片机1的信号输出端相连。散热风扇3由散热电机驱动，其运作时，可在箱体中形成负压，从而将箱体内的高温空气排送至外界，并将外界的低温空气抽入箱体内，由此实现散热；温度传感器12与单片机1的配合，可实现机箱的智能散热，延长投影仪的使用寿命没，提高投影仪的安全性能。发热部件包括控制系统、液晶显示屏8、补偿光源及光路系统中发热量较大的部件；例如，可选用lm75a高精度型温度传感器12，将其置于易于产生热量堆积的led冷光灯6背部、基础成像系统、rgb三色滤光通道表面，每组各四个传感器，当传感器中热电偶一端受热时，两条不同金属线就产生电势差，并能以电信号的形式储存，通过i2c总线读取各寄存器中数据，以将表面采集到的温度信号转换为数字信号，并经由导线传输至单片机1，基于单片机1逻辑运算网络，将获取的12组温度数据利用高斯函数进行调和，其结果作为反馈信号输入温控系统。

本实施例中，所述机箱中还设有用于循环输送冷却液的冷却管道(图中未示出)及用于提供冷却液流动动力的循环泵4，所述冷却管道与发热部件表面相接触，所述循环泵4的信号输入端与单片机1的信号输出端相连。风冷与液冷相配合，可形成多级散热系统，有效提高了投影仪的散热性能；例如，可为温控系统设定阈值(d0，d1)；当反馈信号数值低于阈值d0时，系统进入低载工况模式，仅采用附于led冷光灯6背面的铜管铝片5散热；当反馈信号数值介于阈值d0与d1之间时，为普通工况模式，无极变速散热电机启动，根据输入调和后的温度数据，控制散热电机转速；当反馈信号数值高于阈值d1时，为高载工况模式，引入一套小型液冷散热系统，驱动使冷却液在循环泵、水冷块和换热器之间往返流动。

最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。