CN101493635B - 液晶投影灯及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种投影灯及其控制方法，该投影灯包括一LED阵列光源、一控制系统与含有一红外光滤波片、一聚光镜、一前透镜、一透光液晶板、一后透镜及一组投影镜头的一成像系统、一采集该投影灯内温度信号的温度检测件、一冷却系统、一对光线均化、准直的楔形光管，该红外光滤波片置于该楔形光管前，该光源通过该楔形光管进入该成像系统；该控制方法为：先接通电源，启动该控制系统；扫描上位机输入的图像信号并进行处理；同时采集温度信号进行比对处理；根据该温度信号调整该冷却系统。本发明的投影灯造价低廉、使用灵活方便，不仅可长时间投影彩色图像，可变化图案色彩，还延长了投影灯的使用寿命，扩展了投影灯的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于播放彩色图案的投影灯，特别涉及一种以LED为光源的液晶投影灯。
背景技术
目前市面主流的投影灯，比如ZL200720063414.4专利中的字画投影灯，ZL0225620.2专利中的多彩组合投影灯，其大多采用光源照射幻灯片，通过光学器件，直接照射到投影屏幕，又如ZL 99215584.3公开的彩色商标投影灯，或者干脆不需要光学器件，直接以光照射图案，利用光线散射投影。也有采用光源固定，幻灯片通过电动机转动而旋转的方案来表达投影效果，如ZL97237375.6专利的幻光投影灯。这些投影灯由于所采用的幻灯片是固定的，故不能自动播放幻灯片，无法表达丰富的变幻效果，其适用性很差。图1为现有投影灯的成像侧视图。如图1所示，其光源2采用卤素灯或高压汞灯，由于光源2为非面形光源，需要采用反光碗1反射光源，通过隔热玻璃6，再经聚光镜7到后透镜3，光线进入液晶板9，经过前透镜4，进入标准三段投影镜头5，输出到投影屏幕上，放大成像。由于一般幻灯片耐高温能力极差，同一灯片被持续照射时间不能超过一个小时，否则其投影画面就会因高温而破坏；所以现有的投影灯既不能对彩色的幻灯片作长时间的投影，也很少能自动播放幻灯片的投影灯。其通常只能作为固定式播放幻灯片的投影灯，显然很难满足目前的商业需求。
国外虽然也有采用小巧的色轮旋转拨转幻灯片的投影灯，然而其结构过于精细复杂，成本很高，且极易损坏。所以也存在一定局限性。
投影机虽然能满足功能要求，然而其成本过高，单独作为投光灯使用又过于浪费。并且，大多数的投影机是采用金属卤素灯或UHP灯泡为光源的，这些灯泡都在1000～2000元左右，而寿命仅2～3千小时，成本价格十分昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的投影灯既不能对彩色的幻灯片作长时间的投影，也很少能自动播放幻灯片，或者虽能满足功能要求但成本却很昂贵的缺陷，提供一种可以自动连贯播放、且成本适中使用寿命长的液晶投影灯及该投影灯的控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种液晶投影灯，其包括一光源、一控制系统与含有一红外光滤波片、一聚光镜、一前透镜、一液晶板、一后透镜及一组投影镜头的一成像系统，其特点在于，其还包括：
一温度检测件，用于传递图像信号的同时，采集该投影灯内温度信号并传给该控制系统；
一冷却系统，其与该光源相连并设于该光源一侧；
一对光线均化、准直的楔形光管，该红外光滤波片置于该楔形光管前，该光源通过该楔形光管进入该成像系统；
该光源为一组LED阵列；
该液晶板为一透光液晶板。
较佳地，该控制系统为一微处理器。该冷却系统为一风扇。该温度检测件为一温度传感器。
较佳地，该微处理器为八位单片机、十六位单片机或ARM微处理器中任意一种。
较佳地，上述的液晶投影灯还包括一基座，该LED光源按圆周阵列固定于该基座上。
较佳地，上述的液晶投影灯还包括一LED驱动单元及一液晶驱动单元，该LED驱动单元设于该控制系统与该LED光源之间，用于驱动该LED光源点亮；该液晶驱动单元设于该控制系统与该透光液晶板间，用于驱动该透光液晶板显示。
较佳地，该楔形光管内壁镀有高反射膜。
本发明还提供一种用于上述的液晶投影灯的控制方法，其特点在于，其包括以下步骤：
S1、接通电源，启动该控制系统；
S2、扫描上位机输入的图像信号并进行处理；
S3、同时采集温度信号进行比对处理；
S4、根据该温度信号调整该冷却系统。
进一步地，在步骤S4中根据该温度信号调整该冷却系统的步骤为：
S41、如果该温度信号没有超过预设的温度警戒线，则发送该图像数据至该透光液晶板和LED光源，该冷却系统为正常运转；
S42、如果该温度信号超过预设的温度警戒线，则在发送图像数据到该透光液晶板和LED光源的同时，驱动该冷却系统加速运转。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的投影灯采用LED发光二极管作为光源，代替了常规卤素灯，可以使投影灯的外观做的很小巧，并且发热量少。
2、本发明以微处理器作为控制系统核心，增加了温度信号检测功能，微处理器在接收上位机图像信号的同时，采集投影灯内温度信号，对LED光源、液晶驱动单元、辅助系统的风扇单元进行控制。确保了投影灯在可控的温度范围内正常工作，避免了投影图像失真，且延长了投影灯的投影时长。
3、本发明投影灯不仅结构简单，造价低廉，使用便利，可长时间投影彩色图像，且可根据需要变化图案色彩，延长了投影灯的使用寿命发，扩展了投影灯的应用领域。
4、本发明的投影灯使用寿命长，且红绿蓝LED发光体按照时间顺序轮流发光，等效于色轮分色，而其速度可以达到相当于48倍速色轮的范围，彩虹现象大幅减少，并且也没有色轮高速转动带来的噪声。
附图说明
图1为现有投影灯的成像侧视图。
图2为本发明液晶投影灯较佳实施例的结构框图。
图3为本发明液晶投影灯较佳实施例的LED阵列布置图。
图4为本发明的液晶投影灯较佳实施例的成像系统侧视图。
图5为本发明液晶投影灯较佳实施例的信号控制框图。
图6为本发明液晶投影灯较佳实施例的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图2～图4所示，本发明提供的是一种使用寿命长，可以自动播放图像且成本适中的液晶投影灯，其包括一组由若干红绿蓝LED21发光体组成的LED阵列光源2；一以微处理器31为核心的控制系统3、一与该光源2相连并设于该LED光源2一侧的冷却系统6、一温度检测件5及一成像系统4。成像系统4由一红外光滤波片9、一楔形光管8、一聚光镜44、一前透镜42、一透光液晶板43、一后透镜41及一组三段投影镜头45等组成，该透光液晶板43设于该前透镜42与后透镜41之间。其中红外光滤波片9置于楔形光管8的前面，光源2通过楔形光管8进入成像系统4。本发明的透光液晶板43为可根据控制系统3传递的图像信息实时显示，投影图案丰富可变。根据不同的客户，只要更改储存的图案信息则可以满足投影变化的要求。本实施例中的冷却系统6可以是一风扇61。温度检测件5为一温度传感器。微处理器31可以是八位单片机、十六位单片机或ARM微处理器中任意一种。其中，单片机的型号可以是8051、51、96、X86、8088、Z80、DSP等。ARM微控制器，即Advanced RISC Machines公司生产的微处理器，
如图2～图5所示，本发明的液晶投影灯还具有温度信号检测功能，即在通过网络接口接收上位机7传递的图像信号的同时，还可以采集投影灯内温度信号，对LED光源2、液晶驱动单元46、风扇61进行控制。通过温度监控，能保证液晶投影灯在可控的温度范围内正常工作，使得投影图像不容易失真，且增加了液晶投影灯使用寿命。微处理器31可对光源2输出进行控制，对液晶显示及成像变换进行控制和液晶驱动控制、成像变换。微处理器31分别连接有一LED驱动单元22及一液晶驱动单元46。该LED驱动单元22设于微处理器31与该LED光源2之间，用于驱动该LED光源2点亮；该液晶驱动单元46设于微处理器31与透光液晶板43间，用于驱动透光液晶板43显示。
如图4所示，楔形光管8前安装有红外光滤波片9，将光线的有害成分尽量滤掉，有效降低对高透光液晶板43的损害程度。楔形光管8内壁镀有高反射膜，且楔形光管8为开口小，出口大的楔形结构。当发散光线进入楔形光管8中时，利用楔形光管8周壁对光线的多次反射，可以对光束的强度和颜色起到均化，可对光束起到近乎准直作用，增加投影的亮度和减少杂乱光线对投影图像的干扰。当LED光源2发射的光，经过红外滤波片9进入楔形光管8，光束经过楔形光管8的多次反射均化、准直后，通过聚光镜44，形成了一形状、大小与高透光液晶板43成比例的光斑，经过后透镜41的折射，充分照射到透光液晶板43上，附带上图像信息，经过前透镜42，进入标准三段投影镜头45，然后输出到投影屏幕上，放大成像。
如图3所示，采用六枚小功率的LED21彼此间隔60度固定在基座1上，为液晶投影灯提供光源。这种圆周阵列布局，可以使LED21的发热量均匀分布，加上风扇61通风，可以保证LED光源2在四十度温度以内正常工作。而且小功率多数量的LED21布局，不仅满足散热要求，而且可以提高LED光源2的总体照射强度，增加投影亮度。由图3可以看出，LED21发射的光源2与投影镜头45保持直线性，就最大量的减少了光线损失，提高了发光强度及光线的利用效率。
图5为本发明液晶投影灯的信号控制框图。上位机7处理过的图像信号通过网络接口发送到微处理31，微处理器31一方面接收上位的图像信号进行处理，并把处理后的数据传送给液晶驱动单元46和LED驱动单元22；另一方面实时采集投影等的温度信号，进行计算后，反馈输出风扇驱动单元62控制风扇61转速。同时微处理器31还可以不和上位机7进行通信，单独显示固定的图像信息。其中，LED21显示方案可以根据客户或现场实际需要，对LED驱动单元22进行控制，使LED光源2表现出跳变，渐进等效果。另外，需要重点指出的是，如果对LED21阵列同时上电全亮势必会给系统带来较大的冲击，在本发明中，采用控制LED21逐行点亮乃至全亮的技术手段，可减少对系统的冲击。
如图5所示，液晶驱动单元46通过专用电源，在其接受信号驱动液晶显示的同时，LED驱动单元22也接受到信号来驱动LED21显示图像。本实施例中的LED21是逐行点亮，以减小对整体系统的冲击。而风扇驱动单元62接受到微处理器31发来的控制信号，可调整风扇61转速，以满足LED21散热的需要。本实施例中的风扇驱动单元62和LED驱动单元22可以共用一个电源，也可各自为单独电源。
图6表示了本发明的液晶投影灯的控制方法流程图。参照图2、图5，如图6所示，本本发明的液晶投影灯的控制流程如下：
步骤100，流程开始，接通电源，启动微处理器31；
步骤101，扫描上位机7比如计算机，给的信号并进行处理。
如果有信号，则进入步骤102，微处理器31对上位机7信号进行处理，同时采集温度信号进行处理。若超过温度警戒线，则进入步骤104：即微处理器31将图像数据发送到液晶驱动单元46和LED驱动单元22，并加速风扇61运转。若未超过温度警戒线，则进入步骤105：即微处理器31将图像数据发送到液晶驱动单元46和LED驱动单元22，保持风扇61正常运转。
如果没有信号，则进入步骤103：即采用微处理器31默认的显示数据，采集温度信号进行以下比对处理：
在默认的显示数据下，如果采集的温度信号超过温度警戒线，则进入步骤106：即微处理器31将图像数据发送到液晶驱动单元46和LED驱动单元22，并加速风扇61运转。
默认的显示数据下如果采集的温度信号未超过温度警戒线，则进入步骤105：即微处理器31将图像数据发送到液晶驱动单元46和LED驱动单元22，风扇61保持正常运转。
执行步骤104、105、106之后均执行步骤107：关机，最后执行步骤108：结束。
本发明的液晶投影灯在工作过程中，不断扫描温度信号与预设的温度警戒线进行对比，看是否超过温度警戒线，并相应调整风扇61的运转速率，促使系统保持合理的工作温度，从而延长投影灯的使用时长。
本发明的液晶投影灯采用LED21发光二极管作为光源2，相对采用传统光源的投影灯来说，可谓好处多多：
一、使投影灯外观做的很小巧。由于LED21阵列组成面光源2，去除了反光碗，而且LED21体积远小于常规灯，并且发热量少，可以使散热系统做的小巧或干脆不需要散热系统。
二、开关机迅速：LED21不需要灯泡的预热时间，因此可以做到开机即亮，且无需等待关机散热，避免了采用高压水银灯泡因关闭后不能马上撤去散热气流而引爆炸灯的危险。
三、使用寿命长：发光二极管的寿命有几万小时，相比高压水银灯的2000-3000小时寿命要长许多，可以在数年时间里无需考虑更换灯泡所付出的成本。
此外，本发明的液晶投影灯的控制系统3，以微处理器31为核心，增加了温度信号检测功能，能保证投影灯在四十度以下的温度范围内正常工作，避免投影图像失真，且延长了投影灯的使用寿命，扩展了投影灯的应用范围。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种液晶投影灯，其包括一光源、一控制系统与含有一红外光滤波片、一聚光镜、一前透镜、一液晶板、一后透镜及一组投影镜头的一成像系统，其特征在于，其还包括：
一温度检测件，用于传递图像信号的同时，采集该投影灯内温度信号并传给该控制系统；
一冷却系统，其与该光源相连并设于该光源一侧；
一对光线均化、准直的楔形光管，该红外光滤波片置于该楔形光管前，该光源通过该楔形光管进入该成像系统，该楔形光管内壁镀有高反射膜；
该光源为一组LED阵列；
该液晶板为一透光液晶板。
2.如权利要求1所述的液晶投影灯，其特征在于，该控制系统为一微处理器。
3.如权利要求2所述的液晶投影灯，其特征在于，该微处理器为八位单片机、十六位单片机或ARM微处理器中任意一种。
4.如权利要求1所述的液晶投影灯，其特征在于，该冷却系统为一风扇。
5.如权利要求1所述的液晶投影灯，其特征在于，该温度检测件为一温度传感器。
6.如权利要求1所述的液晶投影灯，其特征在于，其还包括一基座，该LED光源按圆周阵列固定于该基座上。
7.如权利要求1所述的液晶投影灯，其特征在于，其还包括一LED驱动单元及一液晶驱动单元，该LED驱动单元设于该控制系统与该LED光源之间，用于驱动该LED光源点亮；该液晶驱动单元设于该控制系统与该透光液晶板间，用于驱动该透光液晶板显示。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Address after: 200233, 1122 North Road, Qinzhou, 90 floor, 11 floor, Shanghai Patentee after: Shanghai quantum art Polytron Technologies Inc Address before: 200233, 1122 North Road, Qinzhou, 90 floor, 11 floor, Shanghai Patentee before: Shanghai Grandar Light Art & Technology Co., Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210315 Address after: Room 612, area D, building 1-42, Lane 83, Hongxiang North Road, Wanxiang Town, Pudong New Area, Shanghai, 201313 Patentee after: Shanghai Yingchen Information Technology Co.,Ltd. Address before: 200233, 1122 North Road, Qinzhou, 90 floor, 11 floor, Shanghai Patentee before: SHANGHAI GRANDER OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210420 Address after: No. 10, Lane 255, Xiaotang Road, Fengxian District, Shanghai, 2010 Patentee after: Shanghai Wujin robot Co.,Ltd. Address before: Room 612, area D, building 1-42, Lane 83, Hongxiang North Road, Wanxiang Town, Pudong New Area, Shanghai, 201313 Patentee before: Shanghai Yingchen Information Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210507 Address after: 463000 workshop No.11, science and Technology Park, economic and technological industrial agglomeration area, intersection of Xingye Avenue and Zhihui Road, Zhumadian City, Henan Province Patentee after: Zhumadian Yunguang Technology Co.,Ltd. Address before: No. 10, Lane 255, Xiaotang Road, Fengxian District, Shanghai, 2010 Patentee before: Shanghai Wujin robot Co.,Ltd. |