CN104122744B - 一种正投影一体机及反射式屏幕 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种正投影一体机及反射式屏幕，正投影一体机包括：机壳；设置在机壳外部，且固定在机壳壳体上的反射式屏幕；固定在机壳壳体上的光学引擎。上述正投影一体机结构紧凑，组装简易，使用时无需安装和调试。反射式屏幕包括基板及覆盖在基板一侧表面上的漫反射层，该反射式屏幕能够对光线进行漫反射，从而增加了视角。

Description

一种正投影一体机及反射式屏幕

技术领域

本发明涉及大屏幕显示技术领域，更具体地说，涉及一种正投影一体机及反射式屏幕。

背景技术

随着现代社会的不断发展，人们对显示技术的需求越来越多，其中，大屏幕显示技术被广泛应用于监控中心、网管中心、临时会议、技术讲座等各方面。

大屏幕显示技术中普遍使用的是液晶或等离子显示器，或者是投影显示。液晶或等离子的大尺寸显示器需要定制，且造价高昂，耗能高，后期维护成本较高。投影显示相对于液晶或等离子显示器容易实现大尺寸显示，成本和耗能较低。投影显示通过投影机将图像或视频投射到显示幕布上，以实现显示图像的目的。

但是，投影显示装置中的投影机在使用时，安装位置比较局限，需要专业人员来安装和调试。

发明内容

本发明提供了一种正投影一体机及反射式屏幕，以提高投影显示装置安装和调试的便捷性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种正投影一体机，包括：

机壳；

设置在所述机壳外部，且固定在所述机壳壳体上的反射式屏幕；

固定在所述机壳壳体上的光学引擎，所述光学引擎接收图像信号，并将接收的图像信号转换为图像，投影到反射式屏幕上。

优选的，所述正投影一体机还包括：

设置在所述机壳上的音视频信号接口；

固定在所述机壳壳体上，且与所述音视频信号接口相连的DVB模块，所述DVB模块接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号，将所接收的音视频信号分离为音频信号和图像信号，并对所述图像信号进行处理，然后将所述音频信号和图像信号输出，所述DVB模块与所述光学引擎相连；

固定在所述机壳壳体上，且与所述DVB模块相连的声音模块，所述声音模块接收所述DVB模块输出的音频信号，并将接收的音频信号转换成声音信号。

优选的，所述光学引擎、DVB模块和声音模块均位于所述机壳内部。

优选的，所述光学引擎和DVB模块均位于所述机壳内部，所述声音模块位于所述机壳外部。

优选的，所述DVB模块包括：

与所述音视频信号接口相连的音视频信号分离器，所述音视频信号分离器接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号，将所述音视频信号分离为音频信号和图像信号，并将所述音频信号和图像信号输出；

与所述音视频信号分离器相连的视频信号处理器，所述视频信号处理器接收所述音视频信号分离器输出的图像信号，对接收的图像信号的坐标进行调整，然后进行输出。

优选的，所述声音模块包括：

与所述音视频信号分离器相连的音频信号处理器，所述音频信号处理器接收所述音视频信号分离器输出的音频信号，对接收的音频信号进行降噪和放大处理；

与所述音频信号处理器相连的喇叭，所述喇叭接收所述音频信号处理器输出的音频信号，将接收的音频信号转换为声音信号，然后进行输出。

优选的，所述光学引擎包括：

与所述视频信号处理器相连的微处理器，所述微处理器对所述视频信号处理器输入的图像信号的失真进行调整，并对经过调整的图像信号进行输出；

光源，所述光源为所述光学引擎的成像引擎提供光信号；

与所述光源相连的光路系统，所述光路系统对所述光源的光信号进行传输；

同时与所述微处理器和所述光路系统相连的成像引擎，所述成像引擎接收所述微处理器输出的图像信号和所述光路系统传输的光信号，将接收的图像信号和光信号转换成图像，然后进行输出；

与所述成像引擎相连的镜头，所述镜头接收所述成像引擎输出的图像，然后进行输出；

与所述镜头相连的反光镜，所述反光镜接收所述镜头输出的图像，并将接收的图像投射至所述反射式屏幕上，进行显示。

优选的，所述光学引擎为超短焦光学引擎。

本发明还提供了一种反射式屏幕，应用于以上所述的正投影一体机，包括：基板及覆盖在所述基板一侧表面上的漫反射层。

优选的，在所述基板与所述漫反射层之间包括：覆盖在所述基板表面上的反射层及覆盖在所述反射层背离所述基板一侧表面上的扩散层；所述漫反射层覆盖在所述扩散层背离所述基板一侧表面上。

优选的，所述反射式屏幕为灰色。

优选的，所述漫反射层、扩散层和反射层均为高分子复合材料层。

优选的，所述基板为硬质材料板。

优选的，所述基板为硬质塑料板或蜂窝铝板。

优选的，所述反射式屏幕还包括：包围所述漫反射层、扩散层、反射层及基板侧边的边框。

优选的，所述反射式屏幕还包括：覆盖在所述漫反射层背离所述基板一侧表面上的保护层。

优选的，所述保护层为高分子复合材料层。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明所提供的正投影一体机，采用一体式结构，将光学引擎与反射式屏幕集成在一起，固定在机壳上，结构紧凑，组装简易，使用时无需安装和调试。

另外，本发明所提供的反射式屏幕，在基板一侧的表面上设置一漫反射层，漫反射层对光线进行漫反射作用，使反射式屏幕的视角较现有技术中的大大提高。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例一所提供的正投影一体机的基本结构的立体图；

图2为本发明实施例一所提供的正投影一体机的正视图；

图3为本发明实施例一所提供的正投影一体机的具体结构图；

图4为本发明实施例二所提供的反射式屏幕的剖面图；

图5为本发明实施例二所提供的反射式屏幕的光路图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例一

本实施例提供了一种正投影一体机，包括：机壳；设置在所述机壳外部，且固定在所述机壳壳体上的反射式屏幕；固定在所述机壳壳体上的光学引擎，所述光学引擎接收图像信号，并将接收的视频信号转换为图像，投影到反射式屏幕上。

传统的投影机一般采用吊装的方式，如果有吊顶灯的情况下就不能吊装投影机，否则吊灯会挡住投影机的光线，使显示幕布无法显示正常图像，而对于已经装修好的地方，吊装投影机不仅会破坏装修材料，还会破坏整体装修风格，引起影响照明等问题，这些都会对投影机的安装位置造成局限。

并且，传统的投影机和显示幕面的相对位置不固定，如果在安装时不对二者进行调试，容易造成投影机的投影图像无法完全显示在显示幕面上，进而影响画面质量，因此，需要专业人员来安装和调试，给大屏投影显示技术的使用造成了不便。

本实施例中，通过机壳将反射式屏幕和光学引擎整合在一起，形成一个整体，反射式屏幕和光学引擎的相对位置不变，光学引擎能够很好的、完全的将显示图像投影到反射式屏幕上，使用时无需专业人员来安装调试。

为了进一步的优化上述正投影一体机的各方面性能，如图1所示，本实施例中正投影一体机，除包括机壳101，固定在所述机壳101壳体上的光学引擎104，及设置在所述机壳101外部且固定在所述机壳101壳体上的反射式屏幕102，还可以包括：

设置机壳101上的音视频信号接口；

固定在所述机壳101壳体上，与所述音视频信号接口相连的DVB（DigitalVideoBroadcasting，数字视频广播）模块103，所述DVB模块103接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号，将所接收的音视频信号分离为音频信号和图像信号，并对所述图像信号进行处理，然后将所述音频信号和图像信号输出；

固定在所述机壳101壳体上，且与所述DVB模块103相连的声音模块105，所述声音模块105接收所述DVB模块103输出的音频信号，并将接收的音频信号转换成声音信号。

本实施例所提供的正投影一体机可以有两种实现方式，一种方式是均是固定在机壳101上的，不能拆卸，这种实现方式使正投影一体机在使用时更加方便；另一种方式是采用分体式结构，使用时只需将反射式屏幕102、DVB模块103、光学引擎104和声音模块105固定在机壳101的壳体上特定的接口即可，由于机壳壳体上为各部分安装所设置的接口均是固定的，所以只需简单的组装就可以使用，并且不会对投影成像的画面质量造成任何的影响，这种方式的优点是拆卸方便、装简易、方便运输。

另外，光学引擎104和DVB模块103可以均位于所述机壳101内部，所述声音模块105位于所述机壳101外部。

为了使正投影一体机的结构更加紧凑，优选的，所述光学引擎104、DVB模块103和声音模块105均位于所述机壳101内部。具体的，如图2所示，为本实施例所提供的正投影一体机的正视图，反射式屏幕102设置于机壳101上方，且固定在机壳101的壳体上，机壳101内部固定有DVB模块103、光学引擎104和声音模块105，这样的结构设计十分紧凑，因为无需安装，所以不受安装位置的局限。

本实施例所提供的正投影一体机的具体结构如图3所示，光学引擎104和声音模块105分别与DVB模块103相连，DVB模块103接收外界音视频信号200。

其中，所述DVB模块103包括：与所述音视频信号接口相连的音视频信号分离器301，所述音视频信号分离器301接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号300，将所述音视频信号300分离为音频信号和图像信号，并将所述音频信号和图像信号输出；与所述音视频信号分离器301相连的视频信号处理器302，所述视频信号处理器302接收所述音视频信号分离器301输出的图像信号，对接收的图像信号的坐标进行调整，然后进行输出。

需要说明的是，机壳101上所设置的音视频信号接口可以为多种，相应的，音视频信号分离器301能够实现对不同类型的音视频信号进行分离，从而拓宽了本实施例所提供的正投影一体机的应用范围。

所述声音模块105包括：与所述音视频信号分离器301相连的音频信号处理器309，所述音频信号处理器309接收所述音视频信号分离器301输出的音频信号，对接收的音频信号进行降噪和放大处理；与所述音频信号处理器309相连的喇叭310，所述喇叭310接收所述音频信号处理器309输出的音频信号，将接收的音频信号转换为声音信号，然后进行输出。

本实施例优选的可以将喇叭310设置为左右两个喇叭，并安装在机壳101内部，从而形成高低音声腔，达到高保真的声效。

所述光学引擎104包括：与所述视频信号处理器相连的微处理器303，所述微处理器303对所述视频信号处理器302输入的图像信号的失真进行调整，并对经过调整的图像信号进行输出；光源304，所述光源304为所述光学引擎104的成像引擎306提供光信号；与所述光源304相连的光路系统305，所述光路系统305对所述光源304的光信号进行传输；同时与所述微处理器303和所述光路系统305相连的成像引擎306，所述成像引擎306接收所述微处理器303输出的图像信号和所述光路系统305传输的光信号，将接收的图像信号和光信号转换成图像，然后进行输出；与所述成像引擎306相连的镜头307，所述镜头307接收所述成像引擎306输出的图像，然后进行输出；与所述镜头307相连的反光镜308，所述反光镜308接收所述镜头307输出的图像，并将接收的图像投射至所述反射式屏幕102上，进行显示。

需要说明的是，所述图像信号更具体的可以为视频信号，视频信号与图像信号均为携带图像信息的电信号。

本实施例中的正投影一体机的各部分集成在一起，因此，光学引擎104投影到反射式屏幕102上的投影距离较现有技术大大减小，反射式屏幕与投影机的安装距离减少，为了最大限度的缩短投影距离，使投影的显示图像得到最大限度的发散，光学引擎104优选的采用超短焦光学引擎，镜头307优选的可以选用非球面镜镜头。非球面镜镜头的焦距非常短，实际焦距小于或等于5.18mm，能够使光学引擎104在较短距离内进行投影显示，使光源304发出的光信号的扩散范围更宽广，进而人眼311观察显示图像的视角更广，并且所扩散输出的图像梯形失真小。

另外，反光镜308优选的可以设置为与非球面镜镜头对应设计的非球面镜反光镜或者平面反光镜。

传统的投影显示技术不能处理不同的音视频源信号，仅有视频功能，不能实现音频功能，造成一般在使用投影机和显示幕面使用时，还需要同时安装音频设备，使传统的投影显示技术具有一定的使用局限性。

本实施例所提供的正投影一体机，将声音模块105、DVB模块103与光学引擎104集成在一起，通过DVB模块103实现音视频信号的分离处理，声音模块105实现输出声音的功能，光学引擎104实现图像投影的功能，使正投影一体机在视频显示的同时有声音输出，无需再依靠外围声音设备即可实现音频功能。

实施例二

本实施例提供了一种反射式屏幕，包括：基板及覆盖在所述基板一侧表面上的漫反射层。

该漫反射层能够对光线进行漫反射，从而使本实施例所提供的反射式屏幕具有比现有技术更宽的视角。

优选的，在所述基板与所述漫反射层之间包括：覆盖在所述基板表面上的反射层及覆盖在所述反射层背离所述基板一侧表面上的扩散层；所述漫反射层覆盖在所述扩散层背离所述基板一侧表面上。

具体的，其结构如图4所示，包括：基板400；覆盖在所述基板400一侧反射层401；覆盖在所述反射层401背离所述基板400一侧表面上的扩散层402；覆盖在所述扩散层402背离所述基板400一侧表面上的漫反射层403。

传统的投影显示技术中所应用的显示幕面只能对光线产生漫反射作用，投影图像的亮度低、对比度低、灰阶层次不明显、受环境光影响很大。而如果采用自发光的液晶或者等离子显示器虽然能够解决传统显示幕面的问题，但是受显示面板技术的限制，液晶或者等离子显示器的显示尺寸很难达到大屏显示的要求，并且液晶或者等离子显示器由于为自发光显示，所以自身散热量大、耗能多，安装受区域地区限制大。而为了满足大屏显示的需求，如果采用大屏拼接系统的液晶或等离子显示器，一方面由于受拼缝的物理位置影响，显示效果不理想，显示图像整体一致性较差，另一方面造价高昂，后期维护成本过高。如果采用高增益的显示幕面，由于超短焦的光学引擎的投影距离较短，投影灯的亮度均匀度有限，光线通过高增益的显示幕面时由于汇聚作用会在显示幕面上显现出一个亮斑，出现太阳效应，降低显示图像的质量，并且会造成显示图像的视角较小。

本实施例所提供的反射式屏幕在漫反射层403朝向基板400的一侧设置一层扩散层402，该扩散层402背离基板400的一侧具有很高的透光率，如图5所示，投影光线501大部分垂直或者趋向垂直于反射式屏幕入射，能够顺利的被反射式屏幕反射，进入人眼311，这部分光线为有效光线。

而环境光线502从反射式屏幕的漫反射层403入射，由于漫反射层403具有尽可能小的反光率，所以环境光线502只有一小部分漫反射层403反射出去，剩余的大部分环境光线502投射到扩散层402上，由于扩散层402具有较高的透光率，且其外表面凹凸不平，从而仅有少量环境光线502在扩散层402外表面形成初次反射，大部分环境光线502通过扩散层402进入其下面的反射层401。

在上述过程中，扩散层402利用折射率使环境光线502朝向中央汇聚，从而增多了进入人眼的光线，即增多了有效光线，进而减少了环境光线，所以有效的提高了反射式屏幕的增益和抗干扰度，使反射式屏幕的显示图像亮度和对比度较传统的显示幕面大大改善，同时灰阶层次变得较明显，所显示的图像很容易的达到彩色液晶电视才能拥有的对比度和色彩层次感，并且图像的整体一致性较拼接系统的液晶或等离子显示器高很多。

环境光线502通过扩散层402进入到下面的反射层401后，该反射层401通过折射率的作用能对光线产生一定的汇聚作用以及初步的漫反射作用，使环境光线502形成漫反射状态，由于扩散层402朝向基板400一侧的表面具有尽可能高的反光率，所以大部分环境光线502会重新穿过扩散层402，经最外层的漫反射层403穿出，经过漫反射层403的漫反射作用，有效地消除了使用超短焦光学引擎投影时，高增益的显示幕面上出现的太阳效应，并极大的增大了视角，使视角能够达到120°以上。

可见，本实施例所提供的反射式屏幕通过设置多层结构，使反射式屏幕具有抗环境光、对比度高、灰阶层次明显、视角宽广等优点；另外，由于反射式屏幕为投影式显示，自身不耗电，所以相对于传统的自发光显示的液晶或者等离子屏幕来说，能耗低，且环保无辐射。

本实施例中，所述漫反射层403、扩散层402和反射层401优选的均为高分子复合材料层，各个层均是按照不同百分比配置的。

所述基板400可以选用不同种类的硬质材料板，优选为硬质塑料板或蜂窝铝板。

为了进一步提高显示画面质量，本实施例优选的可以使反射式屏幕的幕面为灰色，拥有足够灰度，反光率低，进一步的抗环境光，提高显示画面的对比度和层次感。

进一步的，可以通过将防静电的混合剂涂敷制作漫反射层403、扩散层402和反射层401的高分子复合材料中，起到防静电的作用，从而避免了灰尘等细小杂物吸附于显示幕面而影响显示效果的问题。

为了增加反射式屏幕的强度，保护反射式屏幕的各个功能层，所述反射式屏幕优选的还可以包括：包围所述漫反射层403、扩散层402、反射层401及基板400侧边的边框。

另外，为了保护反射式屏幕的漫反射层403、扩散层402和反射层401，反射式屏幕优选的还可以包括：覆盖在所述漫反射层403背离所述基板400一侧表面上的保护层，该保护层为高分子复合材料层，透光率较高，可有效的防止反射式屏幕幕面的被划伤或污染。

需要说明的是，本实施例所提供的反射式屏幕可以应用于本发明实施例一所提供的正投影一体机，但是也可以应用于其它类型的投影显示装置，在此本实施例并不做限定。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (16)

1.一种正投影一体机，其特征在于，包括：

机壳；

设置在所述机壳外部，且固定在所述机壳壳体上的反射式屏幕；

固定在所述机壳壳体上的光学引擎，所述光学引擎接收图像信号，并将接收的图像信号转换为图像，投影到反射式屏幕上；

还包括：

设置在所述机壳上的音视频信号接口；

固定在所述机壳壳体上，且与所述音视频信号接口相连的DVB模块，所述DVB模块接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号，将所接收的音视频信号分离为音频信号和图像信号，并对所述图像信号进行处理，然后将所述音频信号和图像信号输出，所述DVB模块与所述光学引擎相连；

固定在所述机壳壳体上，且与所述DVB模块相连的声音模块，所述声音模块接收所述DVB模块输出的音频信号，并将接收的音频信号转换成声音信号。

2.根据权利要求1所述的正投影一体机，其特征在于，所述光学引擎、DVB模块和声音模块均位于所述机壳内部。

3.根据权利要求1所述的正投影一体机，其特征在于，所述光学引擎和DVB模块均位于所述机壳内部，所述声音模块位于所述机壳外部。

4.根据权利要求1～3任一项所述的正投影一体机，其特征在于，所述DVB模块包括：

与所述音视频信号接口相连的音视频信号分离器，所述音视频信号分离器接收通过所述音视频信号接口输入的音视频信号，将所述音视频信号分离为音频信号和图像信号，并将所述音频信号和图像信号输出；

与所述音视频信号分离器相连的视频信号处理器，所述视频信号处理器接收所述音视频信号分离器输出的图像信号，对接收的图像信号的坐标进行调整，然后进行输出。

5.根据权利要求4所述的正投影一体机，其特征在于，所述声音模块包括：

与所述音视频信号分离器相连的音频信号处理器，所述音频信号处理器接收所述音视频信号分离器输出的音频信号，对接收的音频信号进行降噪和放大处理；

与所述音频信号处理器相连的喇叭，所述喇叭接收所述音频信号处理器输出的音频信号，将接收的音频信号转换为声音信号，然后进行输出。

6.根据权利要求5所述的正投影一体机，其特征在于，所述光学引擎包括：

与所述视频信号处理器相连的微处理器，所述微处理器对所述视频信号处理器输入的图像信号的失真进行调整，并对经过调整的图像信号进行输出；

光源，所述光源为所述光学引擎的成像引擎提供光信号；

与所述光源相连的光路系统，所述光路系统对所述光源的光信号进行传输；

同时与所述微处理器和所述光路系统相连的成像引擎，所述成像引擎接收所述微处理器输出的图像信号和所述光路系统传输的光信号，将接收的图像信号和光信号转换成图像，然后进行输出；

与所述成像引擎相连的镜头，所述镜头接收所述成像引擎输出的图像，然后进行输出；

与所述镜头相连的反光镜，所述反光镜接收所述镜头输出的图像，并将接收的图像投射至所述反射式屏幕上，进行显示。

7.根据权利要求6所述的正投影一体机，其特征在于，所述光学引擎为超短焦光学引擎。

8.一种反射式屏幕，应用于权利要求1～7任一项所述的正投影一体机，其特征在于，包括：基板及覆盖在所述基板一侧表面上的漫反射层。

9.根据权利要求8所述的反射式屏幕，其特征在于，在所述基板与所述漫反射层之间包括：覆盖在所述基板表面上的反射层及覆盖在所述反射层背离所述基板一侧表面上的扩散层；所述漫反射层覆盖在所述扩散层背离所述基板一侧表面上。

10.根据权利要求9所述的反射式屏幕，其特征在于，所述反射式屏幕为灰色。

11.根据权利要求9所述的反射式屏幕，其特征在于，所述漫反射层、扩散层和反射层均为高分子复合材料层。

12.根据权利要求9所述的反射式屏幕，其特征在于，所述基板为硬质材料板。

13.根据权利要求12所述的反射式屏幕，其特征在于，所述基板为硬质塑料板或蜂窝铝板。

14.根据权利要求9～13任一项所述的反射式屏幕，其特征在于，所述反射式屏幕还包括：包围所述漫反射层、扩散层、反射层及基板侧边的边框。

15.根据权利要求9所述的反射式屏幕，其特征在于，所述反射式屏幕还包括：覆盖在所述漫反射层背离所述基板一侧表面上的保护层。

16.根据权利要求15所述的反射式屏幕，其特征在于，所述保护层为高分子复合材料层。