一种高亮度的投影仪结构
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202310270984.4 | 申请日 | 2023-03-20 |
| 公开(公告)号 | CN116224702A | 公开(公告)日 | 2023-06-06 |
| 申请人 | 深圳市龙祥卓越电子科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 孙祥龙; 连詹田; | 第一发明人 | 孙祥龙 |
| 权利人 | 深圳市龙祥卓越电子科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 深圳市龙祥卓越电子科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：广东省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：广东省深圳市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：广东省深圳市宝安区沙井街道共和第八工业区第16栋8楼 | 邮编 | 当前专利权人邮编：518104 |
| 主IPC国际分类 | G03B21/20 | 所有IPC国际分类 | G03B21/20 ; G03B21/00 ; G03B21/16 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 9 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京和联顺知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 肖智斌; |
| 摘要 | 本 发明 涉及投影仪技术领域，具体的是一种高 亮度 的投影仪结构，本发明包括投影仪 外壳 ，所述投影仪外壳内部设置有发 光源 ，发光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED，所述投影仪外壳内部且位于发光源的一侧设置有用于聚焦红光LED、绿光LED和蓝光LED处发散出光源的第一透镜，所述投影仪外壳的内部且位于第一透镜的一侧设置有 风 扇，通过在发光源和光斗之间设置第一透镜，第一透镜可以收敛来自发光源的出光 角 度，使得光可以完全进入光斗避免光强度损失，发光源出光面的 辐射 热也可藉由 散热 气流降温，不会传导至第一菲涅尔透镜与LCD，有效的增强光照亮度，且可以避免发光源的热辐射影响到LCD。 | ||
| 权利要求 | 1.一种高亮度的投影仪结构，包括投影仪外壳(1)，其特征在于，所述投影仪外壳(1)内部设置有发光源，发光源包括红光LED(2)、绿光LED(3)和蓝光LED(4)，所述投影仪外壳(1)内部且位于发光源的一侧设置有用于聚焦红光LED(2)、绿光LED(3)和蓝光LED(4)处发散出光源的第一透镜(5)； |
||
| 说明书全文 | 一种高亮度的投影仪结构技术领域[0001] 本发明涉及投影仪技术领域，具体的是一种高亮度的投影仪结构。 背景技术[0002] 单片液晶投影仪具有对于画面色彩的还原度较高，有较为丰富的色彩，且成本更低，收到市场的欢迎。 [0003] 单片液晶屏投影仪主要构成组件为光斗、偏光片、菲聂尔透镜、投影镜头、RGB全彩液晶屏和白光二极管灯源等，如专利申请号“CN202221161277.9”中提出的一种提升单片液晶屏性能的投影仪。 [0004] 现有技术中，如专利申请号“CN202221161277.9”中提出的投影仪，发光源和LCD之间需要设置光斗进行导光，以避免非成像光进入和光源处发出的光产生色散，但是为了方便发光源发光面的散热，需要将光斗和光源隔开一段空间，此时发光源产生的光向四周散发，会产生光强度损失，影响到投影仪内部光源的亮度。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种高亮度的投影仪结构，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： [0007] 一种高亮度的投影仪结构，包括投影仪外壳，所述投影仪外壳内部设置有发光源，发光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED，所述投影仪外壳内部且位于发光源的一侧设置有用于聚焦红光LED、绿光LED和蓝光LED处发散出光源的第一透镜。 [0008] 所述投影仪外壳的内部且位于第一透镜的一侧设置有风扇，所述投影仪外壳的内部且位于发光源的光照方向上设置有LCD，LCD靠近第一透镜的一侧设置有APCF增亮膜，所述第一透镜和LCD之间设置有导光机构。 [0009] 优选的，所述导光机构为光斗，所述投影仪外壳内壁的一侧固定安装有散热背板，散热背板的一侧设置有封装胶，封装胶用于将红光LED、绿光LED和蓝光LED封装到散热背板上，所述封装胶为高分子树脂中加入纳米粒子。 [0012] 优选的，所述高分子树酯材料为环氧树酯、硅树酯和聚氨酯中的任意一种。 [0013] 优选的，所述投影仪外壳的内部且位于风扇的一侧设置有散热鳍片，所述散热背板和散热鳍片之间固定连接有导热管。 [0014] 优选的，所述LCD的两侧分别设置有第一偏光片和第二偏光片，投影仪外壳上固定安装有镜头，投影仪外壳的内部固定安装有反射镜和电源电路器件，所述第二偏光片和反射镜之间设置有第二菲涅尔透镜，APCF增亮膜和光斗之间设置有第一菲涅尔透镜。 [0015] 优选的，所述导光机构为第二透镜，第二透镜用于将第一透镜的出射光继续收敛，并且向LCD的方向进行传递。 [0017] 本发明的有益效果： [0018] 通过使用红光LED、绿光LED和蓝光LED作为光源，而非使用单一的白光LED作为光源，可以使得LCD上无需设置RGB彩膜结构，避免光源在通过RGB彩膜结构时产生废热，使得在通过封装胶中加入纳米粒子和APCF增亮膜设置在一侧进行增亮时，避免LCD处因为高温影响投影质量。 [0019] 通过在发光源和光斗之间设置第一透镜，第一透镜可以收敛来自发光源的出光角度，使得光可以完全进入光斗避免光强度损失，发光源出光面的辐射热也可藉由散热气流降温，不会传导至第一菲涅尔透镜与LCD，有效的增强光照亮度，且可以避免发光源的热辐射影响到LCD。附图说明 [0020] 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附图作简单地介绍，显而易见地，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获得其他的附图； [0021] 图1是本发明实施例一整体结构示意图； [0022] 图2是现有技术中白光通过RGB全彩液晶屏时的状态示意图； [0023] 图3是现有技术中光斗不完全罩住发光源的结构示意图； [0024] 图4是现有技术中光斗完全罩住发光源的结构示意图； [0025] 图5是图1中发光源和光斗处的结构示意图； [0026] 图6是本发明实施例二中通过第二透镜作为导光机构的光照方向示意图； [0027] 图7是本发明实施例二中同时使用第一透镜和第二透镜时的光照方向示意图。 [0028] 图中附图标记如下： [0029] 1、投影仪外壳，2、红光LED，3、绿光LED，4、蓝光LED，5、第一透镜，6、风扇，7、LCD，8、APCF增亮膜，9、光斗，10、散热背板，11、封装胶，12、散热鳍片，13、导热管，14、第一偏光片，15、第二偏光片，16、镜头，17、反射镜，18、电源电路器件，19、第二菲涅尔透镜，20、第一菲涅尔透镜，21、第二透镜，22、RGB全彩液晶屏，23、RGB彩膜结构。 具体实施方式[0030] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0031] 实施例一 [0032] 一种高亮度的投影仪结构，包括投影仪外壳1，所述投影仪外壳1内部设置有发光源，发光源包括红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4，所述投影仪外壳1内部且位于发光源的一侧设置有用于聚焦红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4处发散出光源的第一透镜5。 [0033] 所述投影仪外壳1的内部且位于第一透镜5的一侧设置有风扇6，所述投影仪外壳1的内部且位于发光源的光照方向上设置有LCD7，LCD7靠近第一透镜5的一侧设置有APCF增亮膜8，所述第一透镜5和LCD7之间设置有导光机构。 [0034] 所述导光机构为光斗9，所述投影仪外壳1内壁的一侧固定安装有散热背板10，散热背板10的一侧设置有封装胶11，封装胶11用于将红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4封装到散热背板10上，所述封装胶11为高分子树脂中加入纳米粒子。 [0035] APCF增亮膜8利用偏光分离功能大幅度提高了光线使用率并增加了LCD显示屏亮度，因此，APCF增亮膜不仅能像棱镜片一样增加额角亮度，而且还能有效增加对角亮度。 [0036] 所述纳米粒子的材料为二氧化硅、二氧化钛，氧化错和三氧化二铝中的任意一种，纳米粒子的粒径为10nm～5000nm，掺入浓度为0.01％～45.0％。 [0037] 所述纳米粒子为导电粒子，材质为金、银、铜中的任意一种，纳米粒子的粒径为1.0nm～100nm，掺入浓度为0.01％～10.0％。 [0038] 通过在封装胶11中加入纳米粒子，可以起到提升发光源均匀性与改善散热效果，可增加投影仪的使用寿命，也能有效的提升影像质量，达到超高亮度、高对比和高彩度的要求，其中纳米粒子的材料、粒径浓度和掺入浓度均为实验得出的较佳实施方案，能够起到更好的效果。 [0039] 所述高分子树酯材料为环氧树酯、硅树酯和聚氨酯中的任意一种。 [0040] 所述投影仪外壳1的内部且位于风扇7的一侧设置有散热鳍片12，所述散热背板10和散热鳍片12之间固定连接有导热管13。 [0041] 散热背板10可以通过导热管13将作为光源的红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4所产生的热量传导至散热鳍片12处进行散热，此外风扇6位于散热鳍片12处，散热鳍片12也可以辅助风扇6所产生气流的散热。 [0042] 所述LCD8的两侧分别设置有第一偏光片14和第二偏光片15，投影仪外壳1上固定安装有镜头16，投影仪外壳1的内部固定安装有反射镜17和电源电路器件18，所述第二偏光片15和反射镜17之间设置有第二菲涅尔透镜19，APCF增亮膜8和光斗9之间设置有第一菲涅尔透镜20。 [0043] 如图1，在LCD7两侧设置第一偏光片14和第二偏光片15可以消除眩光，提升色彩保护度，而第一菲涅尔透镜20和第二菲涅尔透镜21则可以将光源收回的束光源调动为平行光。 [0044] 本发明提供的一种高亮度的投影仪结构的工作原理如下： [0045] 由作为红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4发出的光源，会依次通过第一透镜5、第一菲涅尔透镜20、第一偏光片14、LCD7、第二偏光片15和第二菲涅尔透镜20照射到反射镜17上，经过反射镜17的反射后从镜头16处射出完成投影。 [0046] 封装胶11中加入纳米粒子会使得光源增强，增强的光源在LCD7处则会产生更多的废热，APCF增亮膜8设置在一侧，可以进一步提升光照亮度，但是同时也会对LCD7处的散热造成影响； [0047] 现有技术中(如图2)：采用白光LCD作为光源，配合带有RGB彩膜结构22的RGB全彩液晶屏21使用，单位面积的白光分别通过R、G、B彩膜后，只剩下对应的红、绿、蓝光通过，所以能通过的光强度只剩原本白光强度的25～30％，大部分的没有通过的光强度会被RGB彩膜吸收变成废热，这些产生的热能会使液晶屏温度升高，损害液晶分子的光电特性，造成液晶屏透过率和对比度下降。 [0048] 本发明中：通过使用红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4作为光源，而非使用单一的白光LED作为光源，可以使得LCD上无需设置RGB彩膜结构，避免光源在通过RGB彩膜结构时产生废热，使得在通过封装胶11中加入纳米粒子和APCF增亮膜8设置在一侧进行增亮时，避免LCD7处因为高温影响投影质量。 [0049] 现有技术中，为了保证光源的亮度，需要在LCD7和发光源之间设置光斗9，避免光照逸散其分为两种方式： [0050] 其一、光斗9不完全罩住发光源(如图3)，此时来自风扇6的散热气流可以从发光源和光斗9之间的空间处，对发光源(即红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4)进行散热，不影响发光源的散热，但是发光源所发出的光源也会通过发光源和光斗9之间的空间向外散发，影响到发光源的光照强度； [0051] 其二、光斗9完全罩住发光源(如图4)，此时发光源和光斗9之间不存在空间，发光源所发出的光源受到光斗9的影响不会向外散发，保证发光源的光照强度，但是散热气流无法吹入到发光源和光斗9之间，影响到对发光源处出光面辐射热的散热能力。 [0052] 本申请中(如图5)，通过在发光源和光斗9之间设置第一透镜5，第一透镜5可以收敛来自发光源的出光角度，使得光可以完全进入光斗避免光强度损失，发光源出光面的辐射热也可藉由散热气流降温，不会传导至第一菲涅尔透镜20与LCD7，有效的增强光照亮度，且可以避免发光源的热辐射影响到LCD7。 [0053] 实施例二 [0054] 一种高亮度的投影仪结构，包括投影仪外壳1，所述投影仪外壳1内部设置有发光源，发光源包括红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4，所述投影仪外壳1内部且位于发光源的一侧设置有用于聚焦红光LED2、绿光LED3和蓝光LED4处发散出光源的第一透镜5。 [0055] 所述投影仪外壳1的内部且位于第一透镜5的一侧设置有风扇6，所述投影仪外壳1的内部且位于发光源的光照方向上设置有LCD7，LCD7靠近第一透镜5的一侧设置有APCF增亮膜8，所述第一透镜5和LCD7之间设置有导光机构。 [0056] 所述导光机构为第二透镜21，第二透镜21用于将第一透镜5的出射光继续收敛，并且向LCD7的方向进行传递。 [0057] 第一透镜5和第二透镜21可为同一曲率之球面透镜，也可依RGB LED光源需求使用不同曲率之非球面透镜。 [0058] 所述第一透镜5和第二透镜21的材质为光学玻璃或光学塑料，第一透镜5折射率为1.45～1.60，第二透镜21折射率为1.45～1.60，并且第一透镜5和第二透镜21表面均进行抗反射镀膜处理。 [0059] 抗反射镀膜(AR coating)技术是为现有技术，第一透镜5和第二透镜21经一次镀膜，降低第一透镜5和第二透镜21的折射率和反光率，也可增加滤紫外光/红外光波段的镀膜(UV/IR filter coating)，以保护投影仪内部器件，延长投影仪的使用寿命。 [0060] 本发明提供的一种高亮度的投影仪结构的工作原理如下： [0061] 如图6，通过将第二透镜21替代光斗9作为导光机构，可以在起到和光斗9相同的避免光源发散的效果，且不影响散热气流对发光源处的散热； [0062] 但是使用高曲率的单一镜片(即第二透镜21)，产生严重的场曲与色散现象，尤其当光源为三波长的RGB光源时，透镜的折射率与曲率无法完全符合三波长的需求，就容易产生场曲与色散现象(如图6) [0063] 通过在第二透镜21和第一透镜5的接合使用，使得第一透镜5不但能够起到光源聚焦，减少光源发散，提升光源强度的作用，而且第二透镜2的取代光斗9功用，不但使得导光结构更加轻薄，提升投影仪内部空间的散热能力，而且可以将第一透镜5的出射光继续收敛传递至第一菲聂尔透镜20和LCD7，第一透镜5第二透镜21的设计可进一步减少光源发散、提升亮度，且双透镜设计可避免因使用高曲率的单一镜片，产生严重的场曲与色散现象，在光源为三波长的RGB光源时，双透镜的折射率与曲率可以符合三波长的需求，不会产生场曲与色散现象，在有效提光源强度和投影仪投影亮度的同时，提升对投影仪内部的散热能力。 [0064] 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。 |
||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈