CN103383519B - 一种对比度调节系统及具有该系统的投影机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对比度调节系统及具有该系统的投影机，该对比度调节系统包括驱动部件和传动部件，对比度调节系统还包括凸面镜，凸面镜由多块凸面镜挡片组成，驱动部件与传动部件连接，传动部件与多块凸面镜挡片均固定连接，驱动部件驱动传动部件带动多块凸面镜挡片分开和合并，多块凸面镜挡片分开的范围调节射入凸面镜的光线通过凸面镜的强度，多块凸面镜挡片合并时形成完整的所述凸面镜。本发明利用凸面镜的聚焦后散射的作用，使光源热量均匀有效的吸收，避免了挡光板吸收光源的大量热量而导致局部温度急剧升高损坏挡光板的情况，实现了有效遮挡光源光线，提高对比度调节系统的使用寿命，维持投影机高对比度工作的技术效果。

Description

一种对比度调节系统及具有该系统的投影机

技术领域

本发明涉及投影仪器领域，尤其涉及一种投影机的对比度调节系统及具有该系统的投影机。

背景技术

随着技术的发展，投影机的技术需求不断提高，对于投影机的噪音、清晰度和对比度等的要求越来越高。投影机一般包括照明系统，光调制系统及光投射系统，照明系统中光源发出的光线经过一系列的光学元件导向到液晶屏等显示设备，该显示设备作为光调制系统，经过显示设备调制后的光线经过光投射系统中的一系列透镜投射到屏幕上显示画面。

在投影机的光路中，在照明系统的光源之后，设置有对比度调节系统(IRIS)，IRIS中设置有挡光板，通过改变挡光板挡光的角度，从而控制通过对比度调节系统的光通量达到改变光强度的效果，从而可以控制屏幕上显示画面的明亮度，达到控制投影机对比度的效果。但是，目前IRIS中的挡光板的挡光能力是有限的，因为照明系统中的光源发出光的强度很大，挡光板不能将光线反射回光源以防止光源的温度升高严重影响其寿命；而如果挡光板将光线全部挡住并吸收，会使挡光板的温度急剧升高，使其软化而失去挡光能力，使得投影机不能正常工作。可见，投影机中的对比度调节系统由于挡光板集中吸收大量的热量而损坏导致其不能有效挡光。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够分散并有效吸收投影机光源发出的大量热量的投影机对比度调节系统，以解决如何有效遮挡光源光线从而确保投影机的高对比度的技术问题。进一步的，本发明的目的还在于提供一种耐热性能好的对比度系统中的挡光系统，以解决如何提高挡光系统的挡光可靠性及降低挡光系统生产成本的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种投影机的对比度调节系统，包括驱动部件和传动部件，所述对比度调节系统还包括凸面镜，所述凸面镜由多块凸面镜挡片组成，所述驱动部件与所述传动部件连接，所述传动部件与所述多块凸面镜挡片均固定连接，所述驱动部件驱动所述传动部件带动所述多块凸面镜挡片分开和合并，所述多块凸面镜挡片分开的范围调节射入所述凸面镜的光线通过所述凸面镜的强度，所述多块凸面镜挡片合并时形成完整的所述凸面镜。

优选的，所述多块凸面镜挡片为沿所述凸面镜的中心对称面对称的第一半凸面镜和第二半凸面镜。

优选的，所述传动部件包括齿轮、与所述第一半凸面镜固定连接的第一齿条以及与所述第二半凸面镜固定连接的第二齿条，所述齿轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述齿轮的一侧与所述第一齿条啮合，与所述一侧相对的所述齿轮的另一侧与所述第二齿条啮合。

优选的，所述传动部件包括主动轮、从动轮和链条，所述主动轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述链条分别与所述主动轮和所述从动轮啮合，所述第一半凸面镜和所述第二半凸面镜设置在所述链条的相对两侧。

优选的，所述传动部件包括主动轮、从动轮和皮带，所述主动轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述皮带分别与所述主动轮和所述从动轮配合，所述第一半凸面镜和所述第二半凸面镜设置在所述皮带的相对两侧。

优选的，所述多块凸面镜挡片为将所述凸面镜等分为N块的凸面镜挡片，分别为第一凸面镜挡片，第二凸面镜挡片，…，第N凸面镜挡片，N大于或等于3。

优选的，所述传动部件包括齿轮、与所述第一凸面镜挡片固定连接的第一齿条、与所述第二凸面镜挡片固定连接的第二齿条、…、与所述第N凸面镜挡片固定连接的第N齿条，所述齿轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述齿轮的齿面沿顺时针或逆时针方向分为第一部分、第二部分、…、第N部分，所述第一部分与所述第一齿条啮合，所述第二部分与所述第二齿条啮合、…、所述第N部分与所述第N齿条啮合。

优选的，所述驱动部件为马达，驱动部件的输出轴为马达的转轴。

本发明还提供了一种投影机，包括：照明系统，具有发出光线的光源；光调制系统，用于对所述照明系统发出的光线进行调制；光投射系统，用于投射所述光调制系统调制后的光线；所述照明系统、光调制系统和所述光投射系统沿所述光源发出光线的光路依次设置；所述照明系统中还上述任一项所述的对比度调节系统，所述对比度调节系统在所述光路上设置在所述光源与所述光调制系统之间。

优选的，所述照明系统还包括设置在所述凸面镜与所述光调制系统之间的光道壁，所述光道壁设置在所述凸面镜的外侧，用于吸收经过所述凸面镜的光线。

本发明的对比度调节系统中设置凸面镜遮挡光源的光线，通过调节各凸面镜挡块的分开距离从而调节透过凸面镜光线的光强，进而达到调节对比度的效果。本发明由于采用了凸面镜，利用凸面镜的聚焦后的散射作用，能够将投影机光源发出的平行光聚焦后再散射到光道壁上，由光道壁均匀的吸收光源所发出的热量，与现有技术相比，避免了小面积的挡光板吸收光源的大量热量而导致局部温度急剧升高从而使挡光板结构损坏和寿命缩短的情况，实现了有效遮挡光源光线，提高对比度调节系统的使用寿命，维持投影机高对比度工作的技术效果。

进一步的，由于本发明采用凸面镜对光源的光线进行聚焦后的散射和遮挡，凸面镜的材料为玻璃，具有耐高温的能力从而不容易受到光源高热量的影响而缩短寿命。并且，凸面镜的生产成本低，从而有效的降低了对比度调节系统中挡光板的生产成本。此外，玻璃的导热能力也不强，并且对加工凸面镜的材料的要求不高，可以进一步的减少凸面镜的制造成本。

附图说明

图1为本发明实施例的投影机在凸面镜分开状态下结构示意图；

图2为本发明实施例的投影机在凸面镜合并状态下结构示意图；

图3为图1所示状态下的光线经过凸面镜的光路原理示意图；

图4为图2所示状态下的光线经过凸面镜的光路原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例中提供了一种投影机的对比度调节系统，包括驱动部件10和传动部件20以及凸面镜30，凸面镜30由多块凸面镜挡片组成，需要说明的是，上述多块凹面镜挡片是由同一个凹面镜切分形成的，具有同样的焦距。驱动部件10与传动部件20连接，从而将动力从驱动部件10传递到传动部件20，采用的连接方式可以是现有的各种连接方式，例如传动部件中的某个部件通过螺纹连接、焊接等连接方式固定在驱动部件上。传动部件20与凸面镜30中的多块凸面镜挡片的每一块均固定连接，从而能够通过传动部件20带动每一块凸面镜挡片进行分开和合并的运动。通过上述方式，完成驱动部件10驱动传动部件20带动多块凸面镜挡片分开和合并。根据所述多块凸面镜挡片分开的范围，可以调节射入凸面镜30的光线通过凸面镜30的强度，所述多块凸面镜挡片合并时形成完整的所述凸面镜。需要说明的是，多块凸面镜挡片分开的范围是指各挡片之间的形成的空间的大小，可以用分开的各挡片的距离、各挡片之间形成透过光线的面积大小等参数来衡量。射入凸面镜的光线是从投影机的光源发出的平行光，根据一般的凸面镜工作光路原理，该平行光与凸面镜的主光轴平行，主光轴即为光学领域一般透镜主光轴的定义。

在本发明的优选实施例中，如图1和图2所示，多块凸面镜挡片为沿所述凸面镜的中心对称面对称的第一半凸面镜31和第二半凸面镜32，需要说明的是，经过凸面镜的主光轴的面与凸面镜相交的切面即为凸面镜的中心对称面，该切面两侧的两个半凸面镜相互对称，具体而言，中心对称面可以有无数个，在如图1和图2所述的实施例中，两个半凸面镜为上半凸面镜31和下半凸面镜32，在其他的实施例中，也可以是左半凸面镜和右半凸面镜，或者成其他角度切分开的两个半凸面镜。

如图1所示，该实施例中的传动部件20包括齿轮23、与第一半凸面镜31(图1所示为上半凸面镜)固定连接的第一齿条21以及与第二半凸面镜32(图1所示为下半凸面镜)固定连接的第二齿条22，所述齿轮23与驱动部件10的输出轴固定连接，齿轮的23一侧(图1所示为里侧，距离凸面镜较远一侧)与第一齿条21啮合，与齿轮23的一侧相对的另一侧(图1所示为外侧，距离凸面镜较近一侧)与第二齿条22啮合。其中，采用的固定连接方式可以是螺纹连接、卡接、焊接、粘接等各种连接。

具体的工作过程是：在驱动部件10运转时，驱动部件10带动固定在其输出轴上的齿轮23转动，齿轮23通过齿轮与齿条的啮合传动带动第一齿条21和第二齿条22直线运动，由于第一齿条21和第二齿条22在相对的两侧与齿轮23啮合，因此，第一齿条21和第二齿条22的运动方向是相反的，从而两齿条带动固定在其上的第一半凸面镜31和第二半凸面镜32进行相互远离或者靠近的运动。例如，在驱动部件10顺时针转动时，如图1所示，齿轮23带动第一齿条21向上运动、第二齿条22向下运动，从而第一半凸面镜31和第二半凸面镜32分开，透过凸面镜30的光线的光强可以通过两半凸面镜分开的距离进行调节，从而调节投影机的对比度。在驱动部件10逆时针转动时，齿轮23带动第一齿条21向下运动、第二齿条22向上运动，从而第一半凸面镜31和第二半凸面镜32合并，直至合并形成一个完整的凸面镜30，如图2所示，此时，光源发出的光线全部被凸面镜30遮挡，全部经过凸面镜30的聚焦后散射和偏转，透过凸面镜的光强最小，屏幕的亮度也最低。

此外，如图1所示，该实施例中驱动部件10优先使用马达10，例如步进马达。对比度调节系统还包括壳体50，在壳体50上设置有安装马达10的马达基座53，在壳体50上还开设有第一导槽51和第二导槽52，在传动部件运动时，第一齿条21沿第一导槽51运动，第二齿条22沿第二导槽52运动。如图2所示，当凸面镜30完全闭合时，第一齿条21位于第一导槽51内，第二齿条22位于第二导槽内。

参见图3和图4，采用凸面镜的对比度系统调节对比度及聚焦后散射和有效吸收光源热量的原理如下：如图3所示，第一半凸面镜31和第二半凸面镜32在传动部件带动下分开时，从光源发出的平行光有部分没有经过凸面镜的阻挡和聚焦后散射就直接通过，未经偏转沿平行于光轴40的直线前进，而平行光的其他部分经过凸面镜的阻挡和聚焦后散射，沿偏离光轴40的方向前进，这些经过聚焦后散射的光线射到凸面镜之后的光道壁60上，从而让光道壁60均匀的吸收光线带有的热量。需要说明的是，光道壁在凸面镜之后是指光线先经过凸面镜，后到达光道壁，光道壁60可以是对比度调节系统的壳体的壁面。两凸面镜分开距离的大小决定了未经凸面镜偏转的光线的多少，从而可以调整投影机的对比度。

如图4所示，第一半凸面镜31和第二半凸面镜32在传动部件带动下合并形成一个完整的凸面镜30时，从光源发出的平行光绝大部分经过凸面镜的阻挡和聚焦后散射，沿偏离光轴40的方向前进，这些经过聚焦后散射的光线射到凸面镜之后的光道壁60上，从而让光道壁60均匀的吸收光线带有的热量。

由于凸面镜的聚焦后散射作用避免了光线集中照射到凸面镜的小面积上使温度急剧升高。并且，凸面镜的材料为玻璃，具有耐高温的能力从而不容易受到光源高热量的影响而缩短寿命。同时，凸面镜本身制造成本较低，从以上各方面都能够有力的降低对比度调节系统的生产成本。

此外，还可以通过选择不同焦距的凸面镜，从而控制设置的光道壁距离凸面镜的远近。当凸面镜的焦距较大时，在距离凸面镜较远的地方应当具有光道壁以吸收散射后的光线。当凸面镜的焦距较小时，在距离凸面镜较近的地方应当具有光道壁以吸收散射后的光线。

在其他的优选实施例中，除了齿轮齿条传动，传动部件20还可以采用其他的传动方式。例如，在另一优选实施例中，传动方式可以选择使用链传动，具体的，传动部件包括主动轮、从动轮和链条，主动轮与驱动部件的输出轴固定连接，链条分别与主动轮和从动轮啮合，第一半凸面镜和第二半凸面镜设置在所述链条的相对两侧。从动轮可以固定在对比度调节系统的壳体50上。具体的传动过程是：驱动部件转动，其输出轴带动主动轮转动，然后，主动轮带动链条运转，链条带动从动轮转动，由于第一半凸面镜和第二半凸面镜设置在所述链条的相对两侧，第一半凸面镜和第二半凸面镜的运动方向是相反的，从而可以实现第一半凸面镜和第二半凸面镜的相互分开和合并的运动。

在另一优选实施例中，传动方式可以选择使用带传动，具体的，传动部件包括主动轮、从动轮和皮带，主动轮与驱动部件的输出轴固定连接，皮带分别与主动轮和从动轮配合，第一半凸面镜和第二半凸面镜设置在皮带的相对两侧。皮带分别与主动轮和从动轮配合，是指三者能够实现配合关系完成带传动，与常规带传动中三者的配合相同，不再赘述。带传动的传动原理与链传动的完全相同，在此不再赘述。

此外，在其他的实施例中，凸面镜30也可以分开为三块以上的多块凸面镜挡片，这些凸面镜挡片可以是等分的也可以是不等分的。在优选的实施例中，多块凸面镜挡片为将凸面镜等分为N块的凸面镜挡片，分别为第一凸面镜挡片，第二凸面镜挡片，…，第N凸面镜挡片，N大于或等于3。等分的含义即是指每一块凸面镜挡片是相同的，这样设置利于多块凸面镜挡片的加工以及对应的传动部件的加工和安装。

对应的，每一块凸面镜挡片均与传动部件固定连接，通过传动部件的传动，多块凸面镜挡片分开或合并，改变各凸面镜挡片之间形成的空间范围，从而改变透过凸面镜的光强达到调节对比度的效果。在上述优选的实施例中，多块凸面镜挡片为等分为N块的凸面镜挡片，对应的，在该实施例中，传动部件优选采用齿轮齿条传动结构，具体的包括齿轮、与第一凸面镜挡片固定连接的第一齿条、与第二凸面镜挡片固定连接的第二齿条、…、以及与第N凸面镜挡片固定连接的第N齿条，齿轮与驱动部件的输出轴固定连接，齿轮的齿面沿顺时针或逆时针方向分为第一部分、第二部分、…、第N部分，第一部分与第一齿条啮合，第二部分与第二齿条啮合、…、第N部分与第N齿条啮合。即：齿轮对应的也分成N等分，每一个部分对应的和一个齿条相切并啮合，从而通过驱动部件的转动带动齿轮转动，齿轮转动带动每一个齿条沿着不同的方向直线运动，每一个齿条的运动带动对应的每一块凸面镜做直线运动，实现彼此之间的分开和合并。其工作原理与图1和图2所示实施例中的传动原理相同，只是凸面镜挡块以及对应齿条的数目有所变化。在本实施例中，驱动部件可以选择为马达，例如步进马达。

在上述实施例中，同样利用了凸面镜的聚焦后散射作用，能够使光源发出的光线经过凸面镜的聚焦后散射而被均匀吸收。此外，凸面镜的材料为玻璃，具有耐高温的能力从而不容易受到光源高热量的影响而缩短寿命。玻璃的导热能力也不强，并且对加工凸面镜的材料的要求不高，可以进一步的减少凸面镜的制造成本。在上述实施例中，凸面镜挡片的数目多于两个，各凸面镜挡片运动的方向更加多样，从而可以更为灵活及小尺度的调节各凸面镜挡片之间的分开范围，能够更有利于对投影机对比度的细微调节。

在本发明的另一优选实施例中，提供了一种投影机，其包括：照明系统，具有发出光线的光源；光调制系统，用于对所述照明系统发出的光线进行调制；光投射系统，用于投射所述光调制系统调制后的光线。照明系统、光调制系统和光投射系统沿光源发出光线的光路依次设置；即从光源发出的光线依次经过照明系统、光调制系统和光投射系统，最后投影到屏幕上。其中的照明系统中还包括上述各个实施例中的任一个对比度调节系统，对比度调节系统在光路上设置在光源与光调制系统之间，即光源发出的光线先经过对比度调节系统中的凸面镜，经过凸面镜后再由光调制系统进行调制。

优选的，照明系统还包括设置在凸面镜与光调制系统之间的光道壁，光道壁设置在所述凸面镜的外侧，用于吸收经过凸面镜的光线。具体的，凸面镜的外侧是指远离凸面镜光心的方向，光道壁可以是对比度调节系统的壳体壁，即光线经过凸面镜聚焦后散射后，射入到光道壁并被其均匀吸收

由于对比调节系统中的凸面镜的聚焦后散射作用，确保了光源发出的热量能够有效吸收，确保了对比度调节系统的正常工作，从而也提高了投影机的对比度，有效维持了投影机的正常工作和使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对比度调节系统，包括驱动部件和传动部件，其特征在于，所述对比度调节系统还包括凸面镜，所述凸面镜由多块凸面镜挡片组成，所述驱动部件与所述传动部件连接，所述传动部件与所述多块凸面镜挡片均固定连接，所述驱动部件驱动所述传动部件带动所述多块凸面镜挡片分开和合并，所述多块凸面镜挡片分开的范围调节射入所述凸面镜的光线通过所述凸面镜的强度，所述多块凸面镜挡片合并时形成完整的所述凸面镜。

2.如权利要求1所述的对比度调节系统，其特征在于，所述多块凸面镜挡片为沿所述凸面镜的中心对称面对称的第一半凸面镜和第二半凸面镜。

3.如权利要求2所述的对比度调节系统，其特征在于，所述传动部件包括齿轮、与所述第一半凸面镜固定连接的第一齿条以及与所述第二半凸面镜固定连接的第二齿条，所述齿轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述齿轮的一侧与所述第一齿条啮合，与所述一侧相对的所述齿轮的另一侧与所述第二齿条啮合。

4.如权利要求2所述的对比度调节系统，其特征在于，所述传动部件包括主动轮、从动轮和链条，所述主动轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述链条分别与所述主动轮和所述从动轮啮合，所述第一半凸面镜和所述第二半凸面镜设置在所述链条的相对两侧。

5.如权利要求2所述的对比度调节系统，其特征在于，所述传动部件包括主动轮、从动轮和皮带，所述主动轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述皮带分别与所述主动轮和所述从动轮配合，所述第一半凸面镜和所述第二半凸面镜设置在所述皮带的相对两侧。

6.如权利要求1所述的对比度调节系统，其特征在于，所述多块凸面镜挡片为将所述凸面镜等分为N块的凸面镜挡片，分别为第一凸面镜挡片，第二凸面镜挡片，…，第N凸面镜挡片，N大于或等于3。

7.如权利要求6所述的对比度调节系统，其特征在于，所述传动部件包括齿轮、与所述第一凸面镜挡片固定连接的第一齿条、与所述第二凸面镜挡片固定连接的第二齿条、…、与所述第N凸面镜挡片固定连接的第N齿条，所述齿轮与所述驱动部件的输出轴固定连接，所述齿轮的齿面沿顺时针或逆时针方向分为第一部分、第二部分、…、第N部分，所述第一部分与所述第一齿条啮合，所述第二部分与所述第二齿条啮合、…、所述第N部分与所述第N齿条啮合。

8.如权利要求1-7任一项所述的对比度调节系统，其特征在于，所述驱动部件优选为马达，驱动部件的输出轴为马达的转轴。

9.一种投影机，包括：

照明系统，具有发出光线的光源；

光调制系统，用于对所述照明系统发出的光线进行调制；

光投射系统，用于投射所述光调制系统调制后的光线；

所述照明系统、光调制系统和所述光投射系统沿所述光源发出光线的光路依次设置；

其特征在于，所述照明系统中还包括如权利要求1-8任一项所述的对比度调节系统，所述对比度调节系统在所述光路上设置在所述光源与所述光调制系统之间。

10.一种如权利要求9所述的投影机，其特征在于，所述照明系统还包括设置在所述凸面镜与所述光调制系统之间的光道壁，所述光道壁设置在所述凸面镜的外侧，用于吸收经过所述凸面镜的光线。