一种短焦距LCD投影机的透镜式照明系统的制作方法

一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统
技术领域
1.本发明涉及lcd投影机领域，具体是指一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统。


背景技术：

2.lcd投影机是一种利用光学元件将lcd显示屏放大，并将其投影到影屏上的光学仪器，广泛应用于大尺寸显示领域；目前lcd摄影机照明系统绝大多数采用反射光杯，这种光杯体积大，照明均匀度不好，同时不利于对光源进行散热，且光杯需要的模具价格高，镀反射膜工艺难度大，不能满足实际使用的需求。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，包括依次间隔设置的led光源、光源透镜、菲涅尔镜片、隔热镜片、lcd以及投影镜头；所述led光源与光源透镜之间间隔3mm，所述光源透镜与菲涅尔镜片之间间隔56.2mm，所述菲涅尔镜片与隔热镜片之间间隔2mm，所述隔热镜片与lcd之间间隔2.5mm；所述投影镜头包括由led光源端至另一端设置的成像面、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。
4.进一步地，所述led光源为由6行16列的led组成的面光源。
5.进一步地，所述led光源的尺寸为12.5x8.5mm，所述led光源的色温为36000k，出光角为130度，光通量为5300流明。
6.进一步地，所述光源透镜长40mm、宽30mm、高20mm，所述光源透镜选用高硼硅材料制成。
7.本发明与现有技术相比的优点在于：(1)本发明的透镜式照明系统，适用于视场角大于40度或者镜头焦距小于41度的投影机使用。
8.(2)本发明的光源透镜体积小，能够减少散热时对空气的阻碍，增大气流的流通性，便于对光源进行散热。
9.(3)本发明光源透镜采用了高透过率的玻璃材料，显著地提高了照明效率。
10.(4)本发明的光源透镜采用变形非球面设计，照明出光角大，照明均匀。
11.(5)本发明的光源透镜可以在中温和低压条件下生产，所以模具的材料成本低，制造的费用比高压注塑模具低廉。
附图说明
12.图1是本发明一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统的结构示意图。
13.图2是本发明一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统中投影镜头的结构示意图。
14.图3是本发明一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统的立体结构示意图。
15.图4是本发明一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统中lcd上的照度示意图。
16.图5是本发明一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统中投影屏幕上的照度示意
图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
18.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
19.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
20.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
21.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.实施例：
23.一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，包括依次间隔设置的led光源1、光源透镜2、菲涅尔镜片3、隔热镜片4、lcd5以及投影镜头6；led光源1与光源透镜2之间间隔3mm，光源透镜2与菲涅尔镜片3之间间隔56.2mm，菲涅尔镜片3与隔热镜片4之间间隔2mm，隔热镜片4与lcd5之间间隔2.5mm；投影镜头6包括由led光源1端至另一端设置的成像面601、第一透镜602、第二透镜603、第三透镜604、第四透镜605以及第五透镜606。
24.本实施例中，led光源1为由6行16列的led组成的面光源；led光源1的尺寸为12.5x8.5mm，led光源1的色温为36000k，出光角为130度，光通量为5300流明。
25.光源透镜2长40mm、宽30mm、高20mm，光源透镜2选用高硼硅材料制成；光源透镜2一侧向菲涅尔镜片3方向凸起，另一侧设置安装平面板；光源透镜2的面形为1阶变形非球面，y子午线：k《-1.5，r》350，x子午线：k》-1，r》7；焦距》750。
26.菲涅尔镜片3材料为聚碳酸酯pc，菲涅尔镜片3的厚度为1.8mm，直径》91mm，k＝-1，r＝11.79，齿深0.25，环距0.4mm，焦距40mm；菲涅尔镜片3的齿面朝向lcd。
27.隔热镜片4材料为k9玻璃，其厚度为1.2mm，其表面贴隔热膜。
28.在投影镜头中，第一透镜602为第一双凸透镜，第二透镜603为第一负弯月透镜，第三透镜604为第二双凸透镜，第四透镜605为负透镜，第五透镜606为第二负弯月透镜；第一负弯月透镜、第二负弯月透镜的凹面面向成像面，负透镜的凹面远离成像面，第一透镜与第
二透镜之间间隔设置，第四透镜与第五透镜之间间隔设置，第二透镜、第三透镜、第四透镜之间相接触设置。
29.本发明的透镜式照明系统，针对短焦距投影镜头视场角大，液晶片和投影屏幕不容易同时照亮，并且液晶片和屏幕的照度很难同时满足投影均匀性的要求而设计；本发明的光源透镜体积小，能够减少散热时对空气的阻碍，增大气流的流通性，便于对光源进行散热；光源透镜采用了高透过率的玻璃材料，显著地提高了照明效率；光源透镜采用变形非球面设计，照明出光角大，照明均匀；光源透镜可以在中温和低压条件下生产，所以模具的材料成本低，制造的费用比高压注塑模具低廉。
30.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，包括依次间隔设置的led光源、光源透镜、菲涅尔镜片、隔热镜片、lcd以及投影镜头；所述led光源与光源透镜之间间隔3mm，所述光源透镜与菲涅尔镜片之间间隔56.2mm，所述菲涅尔镜片与隔热镜片之间间隔2mm，所述隔热镜片与lcd之间间隔2.5mm；所述投影镜头包括由led光源端至另一端设置的成像面、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜。2.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述led光源为由6行16列的led组成的面光源。3.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述led光源的尺寸为12.5x8.5mm，所述led光源的色温为36000k，出光角为130度，光通量为5300流明。4.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述光源透镜长40mm、宽30mm、高20mm，所述光源透镜选用高硼硅材料制成。5.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述光源透镜一侧向菲涅尔镜片方向凸起，另一侧设置安装平面板。6.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述光源透镜的面形为1阶变形非球面，y子午线：k<-1.5，r>350，x子午线：k>-1，r>7；焦距>750。7.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述菲涅尔镜片材料为聚碳酸酯pc，所述菲涅尔镜片的厚度为1.8mm，直径>91mm，k＝-1，r＝11.79，齿深0.25，环距0.4mm，焦距40mm；所述菲涅尔镜片的齿面朝向lcd。8.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述隔热镜片材料为k9玻璃，其厚度为1.2mm，其表面贴隔热膜。9.根据权利要求1所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述投影镜头中，其第一透镜为第一双凸透镜，所述第二透镜为第一负弯月透镜，所述第三透镜为第二双凸透镜，所述第四透镜为负透镜，所述第五透镜为第二负弯月透镜。10.根据权利要求9所述的一种短焦距lcd投影机的透镜式照明系统，其特征在于，所述投影镜头中，其第一负弯月透镜、第二负弯月透镜的凹面面向成像面，所述负透镜的凹面远离成像面，所述第一透镜与第二透镜之间间隔设置，所述第四透镜与第五透镜之间间隔设置，所述第二透镜、第三透镜、第四透镜之间相接触设置。

技术总结
本发明公开了一种短焦距LCD投影机的透镜式照明系统，包括依次间隔设置的LED光源、光源透镜、菲涅尔镜片、隔热镜片、LCD以及投影镜头；所述LED光源与光源透镜之间间隔3mm，所述光源透镜与菲涅尔镜片之间间隔56.2mm，所述菲涅尔镜片与隔热镜片之间间隔2mm，所述隔热镜片与LCD之间间隔2.5mm；本发明的光源透镜体积小，能够减少散热时对空气的阻碍，增大气流的流通性，便于对光源进行散热；光源透镜采用了高透过率的玻璃材料，显著地提高了照明效率；光源透镜采用变形非球面设计，照明出光角大，照明均匀；光源透镜可以在中温和低压条件下生产，所以模具的材料成本低，制造的费用比高压注塑模具低廉。模具低廉。模具低廉。


技术研发人员：黄孝成 宋春发
受保护的技术使用者：四川谱炬光电科技有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/2/27