CN116320342A - 单片lcd照明投影结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了单片LCD照明投影结构及其使用方法，包括光源，光源用于照射出白光光束；聚光镜，用于对光源照射出的光束进行聚光处理，使光束呈平行状态；LCD面板，用于显示需要投影的图像，当光束照射在LCD面板上时，光束可将LCD面板上的带有色彩的光线投影出；聚焦镜，LCD面板投影出的光影经过聚焦镜的聚焦处理；光源照射出的光束中的RGB颜色能够全面反复照射在LCD面板上，从而方便对多余的RGB光波进行充分利用，并且降低了RGB光波反射浪费比例，有效提高了RGB光波在LCD面板上的投射量，从而有效提高了光束穿过LCD面板后的投影强度，提高投影效果，而光束中的多余无用光波则与RGB光波分离，从而实现了RGB颜色的提纯工作。

Description

单片LCD照明投影结构及其使用方法

技术领域

本发明涉及投影设备的技术领域，特别是涉及单片LCD照明投影结构及其使用方法。

背景技术

单片LCD投影是一种新型动态投影技术，其主要特点是只有一片LCD液晶屏幕，该投影仪的工作原理是由光源照射出白光束，光束照射在半透明状的LCD液晶屏上，并将光影携带出，光影投射在屏幕上，从而实现投影工作，而目前LCD液晶屏中的每个像素点只允许符合其要求的光波穿过，即只能够透过一种颜色的光，而其他颜色的光会被反射浪费掉，因此也就导致了透过LCD液晶屏的光照强度明显减弱，投影效果较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供单片LCD照明投影结构及其使用方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

单片LCD照明投影结构，包括：

光源，光源用于照射出白光光束；

聚光镜，用于对光源照射出的光束进行聚光处理，使光束呈平行状态；

LCD面板，用于显示需要投影的图像，当光束照射在LCD面板上时，光束可将LCD面板上的带有色彩的光线投影出；

聚焦镜，LCD面板投影出的光影经过聚焦镜的聚焦处理；

投影反光镜，投影反光镜呈规定角度的倾斜状态，聚焦镜聚焦的光影投射在投影反光镜上，投影反光镜对光影进行反射；

镜头，投影反光镜反射出的光影经过镜头放大并投射在幕布上；

筒状反光镜，筒状反光镜位于聚光镜和LCD面板之间，筒状反光镜内密布有多个调色镜，调色镜呈倾斜状态，并且调色镜能够对RGB光线进行反射，使光线重新照射在LCD面板上，而其他多余光波则穿过调色镜并散射出设备外。

进一步地，筒状反光镜内的每个调色镜均由分光镜和单向镜组成，分光镜和单向镜相互贴合并倾斜排布，分光镜位于靠近LCD面板的一侧，并且分光镜用于对RGB三色中的一个颜色进行反射，而其他颜色则穿过分光镜和单向镜照射在筒状反光镜内壁上，单向镜允许光波单向传递照射，即只允许光波穿过分光镜和单向镜，而不允许光波反向穿过单向镜和分光镜。

进一步地，在筒状反光镜的尾端设有透光镜，透光镜内壁上设有环形反光镜，环形反光镜的截面倾斜。

进一步地，所述LCD面板由位于中间的液晶层、位于液晶层两侧的两个玻璃基板和位于两个玻璃基板外侧的两个偏光板组成，玻璃基板上设有电极，并且两个电极相反，通过电极独立控制液晶层上的每个像素点中的RGB三色中各部分的明暗程度，通过偏光板对光波进行过滤，可使光波具有方向特性。

进一步地，所述镜头的光圈为F3.5-F4.5，所述镜头的焦距为100-200mm。

进一步地，所述光源的外侧设有反光罩，反光罩开口朝向聚光镜，通过反光罩可对光源照射出的光线进行反射，使光线朝向聚光镜方向照射，从而达到了聚光的效果，提高光照亮度。

进一步地，反光罩由位于内层的球面反光板和位于外层的隔热罩组成，并且球面反光板和隔热罩之间密布有冷却风道。

进一步地，所述球面反光板开口位置封装有隔热玻璃，隔热玻璃可对光源照射出的光线中的紫外线进行反射过滤处理，而其他光线可穿过隔热玻璃。

进一步地，还包括视频控制器，视频控制器与两个玻璃基板上的电极连接。

单片LCD照明投影结构的使用方法，具体步骤如下：

通过视频控制器调节LCD面板上的每个像素点中RGB的电压信号，从而调节每个像素点的RGB颜色，实现LCD面板显影的效果，此时视频信号传递至LCD面板上并显示；

光源照射出光线并结合反光罩的反射使光线穿过聚光镜，聚光镜对光线进行聚光处理，从而使光线呈平行状照射到LCD面板上，光线穿过LCD面板并使LCD面板上的影像投射出，同时多余光线反射至筒状反光镜内，筒状反光镜内的结构对光线进行提纯反射，使RGB颜色的光线重新投射到LCD面板上，而多余无用光波则反向传递至设备外，以此来达到提高有用光的使用率，提高投影亮度；

穿过LCD面板显影的光线照射到聚焦镜上进行聚焦，聚焦后的光线再经过投影反光镜呈规定角度的反射后照射到镜头上，镜头对图像进行放大并投影到外界幕布上，从而完成投影工作。

与现有技术相比本发明的有益效果为：光源照射出的光束中的RGB颜色能够全面反复照射在LCD面板上，从而方便对多余的RGB光波进行充分利用，并且降低了RGB光波反射浪费比例，有效提高了RGB光波在LCD面板上的投射量，从而有效提高了光束穿过LCD面板后的投影强度，提高投影效果，而光束中的多余无用光波则与RGB光波分离，从而实现了RGB颜色的提纯工作。

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中记载的一些实施例，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是本发明的结构示意图；

图2是图1中筒状反光镜放大结构示意图；

图3是图1中反光罩结构示意图；

图4是图1中聚焦镜结构示意图；

附图中标记：1、光源；2、聚光镜；3、LCD面板；4、聚焦镜；5、投影反光镜；6、镜头；7、筒状反光镜；8、调色镜；9、分光镜；10、单向镜；11、透光镜；12、环形反光镜；13、液晶层；14、玻璃基板；15、偏光板；16、反光罩；17、球面反光板；18、隔热罩；19、冷却风道；20、隔热玻璃；21、视频控制器。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1所示，本发明的单片LCD照明投影结构，包括：

光源1，光源1用于照射出白光光束；

聚光镜2，用于对光源1照射出的光束进行聚光处理，使光束呈平行状态；

LCD面板3，用于显示需要投影的图像，当光束照射在LCD面板3上时，光束可将LCD面板3上的带有色彩的光线投影出；

聚焦镜4，LCD面板3投影出的光影经过聚焦镜4的聚焦处理；

投影反光镜5，投影反光镜5呈规定角度的倾斜状态，聚焦镜4聚焦的光影投射在投影反光镜5上，投影反光镜5对光影进行反射；

镜头6，投影反光镜5反射出的光影经过镜头6放大并投射在幕布上；

筒状反光镜7，筒状反光镜7位于聚光镜2和LCD面板3之间，筒状反光镜7内密布有多个调色镜8，调色镜8呈倾斜状态，并且调色镜8能够对RGB光线进行反射，使光线重新照射在LCD面板3上，而其他多余光波则穿过调色镜8并散射出设备外。

具体的，LCD面板3上每个像素点所允许通过的光波向后传送，而其阻挡的光波则反向照射入筒状反光镜7内，由于LCD面板3上的像素点由RGB的红、绿、蓝三色组成，并且每个颜色的强度频繁变化，从而使允许透过的光照强度的比例频繁变化，而多余光波则反射入筒状反光镜7内，该反射光波中包括了多余的红、绿、蓝的RGB色彩，同时也包括了橙、黄、紫等多余无用色彩，反射入筒状反光镜7内的光波照射在调色镜8上，调色镜8对RGB颜色进行反射，使该三种颜色重新照射在LCD面板3上，并且照射在LCD面板3上的其他位置，而光波中多余的无用颜色则穿过调色镜8向后传送，筒状反光镜7同步对该无用颜色进行向后反射传递，从而使无用颜色与RGB颜色分离。

在该过程中，光源1照射出的光束中的RGB颜色能够全面反复照射在LCD面板3上，从而方便对多余的RGB光波进行充分利用，并且降低了RGB光波反射浪费比例，有效提高了RGB光波在LCD面板3上的投射量，从而有效提高了光束穿过LCD面板3后的投影强度，提高投影效果，而光束中的多余无用光波则与RGB光波分离，从而实现了RGB颜色的提纯工作。

如图2所示，作为上述实施例的优选，筒状反光镜7内的每个调色镜8均由分光镜9和单向镜10组成，分光镜9和单向镜10相互贴合并倾斜排布，分光镜9位于靠近LCD面板3的一侧，并且分光镜9用于对RGB三色中的一个颜色进行反射，而其他颜色则穿过分光镜9和单向镜10照射在筒状反光镜7内壁上，单向镜10允许光波单向传递照射，即只允许光波穿过分光镜9和单向镜10，而不允许光波反向穿过单向镜10和分光镜9。

具体的，筒状反光镜7内的多个分光镜9是由多个能够反射红色的分光镜9、多个能够反射绿色的分光镜9和多个能够反射蓝色的分光镜9组成，并且其呈交错分布方式，当光线反射入筒状反光镜7内时，三色的分光镜9可对红、绿、蓝进行再次反射，使其重新投射到LCD面板3上，而经过三色分光镜9过滤的多余无用颜色则继续向后传递，从而实现颜色的提纯工作，通过增设单向镜10，可避免无用光波经过筒状反光镜7内壁反射并穿过单向镜10和分光镜9朝向LCD面板3再次照射。

如图2所示，作为上述实施例的优选，在筒状反光镜7的尾端设有透光镜11，透光镜11内壁上设有环形反光镜12，环形反光镜12的截面倾斜。

具体的，通过环形反光镜12可将沿筒状反光镜7内壁输送的无用光波朝向透光镜11方向反射，该光波可穿过透光镜11照射至设备外，从而将无用光波排出。

如图4所示，作为上述实施例的优选，所述LCD面板3由位于中间的液晶层13、位于液晶层13两侧的两个玻璃基板14和位于两个玻璃基板14外侧的两个偏光板15组成，玻璃基板14上设有电极，并且两个电极相反，通过电极独立控制液晶层13上的每个像素点中的RGB三色中各部分的明暗程度，通过偏光板15对光波进行过滤，可使光波具有方向特性。

作为上述实施例的优选，所述镜头6的光圈为F3.5-F4.5，所述镜头6的焦距为100-200mm。

如图3所示，作为上述实施例的优选，所述光源1的外侧设有反光罩16，反光罩16开口朝向聚光镜2，通过反光罩16可对光源1照射出的光线进行反射，使光线朝向聚光镜2方向照射，从而达到了聚光的效果，提高光照亮度。

如图3所示，作为上述实施例的优选，反光罩16由位于内层的球面反光板17和位于外层的隔热罩18组成，并且球面反光板17和隔热罩18之间密布有冷却风道19。

具体的，通过球面反光板17内壁，可对光源1照射出的光线进行反射，通过冷却风道19可对球面反光板17进行降温处理，从而避免球面反光板17因长时间光线照射而升温，隔热罩18可起到隔热的效果，以便对设备内的其他结构进行保护。

如图3所示，作为上述实施例的优选，所述球面反光板17开口位置封装有隔热玻璃20，隔热玻璃20可对光源1照射出的光线中的紫外线进行反射过滤处理，而其他光线可穿过隔热玻璃20。

具体的，通过对紫外线进行反射，可使紫外线停留在球面反光板17与隔热玻璃20之间，并且紫外线对球面反光板17进行加热，再结合冷却风道19对球面反光板17的冷却降温处理，从而抵消紫外线对设备的破坏。

如图1所示，作为上述实施例的优选，还包括视频控制器21，视频控制器21与两个玻璃基板14上的电极连接。

具体的，通过视频控制器21，可对两个玻璃基板14上的电极进行调节，从而可控制LCD面板3上的显影图像，实现视频信号的传输工作。

单片LCD照明投影结构的使用方法，具体步骤如下：

通过视频控制器21调节LCD面板3上的每个像素点中RGB的电压信号，从而调节每个像素点的RGB颜色，实现LCD面板3显影的效果，此时视频信号传递至LCD面板3上并显示；

光源1照射出光线并结合反光罩16的反射使光线穿过聚光镜2，聚光镜2对光线进行聚光处理，从而使光线呈平行状照射到LCD面板3上，光线穿过LCD面板3并使LCD面板3上的影像投射出，同时多余光线反射至筒状反光镜7内，筒状反光镜7内的结构对光线进行提纯反射，使RGB颜色的光线重新投射到LCD面板3上，而多余无用光波则反向传递至设备外，以此来达到提高有用光的使用率，提高投影亮度；

穿过LCD面板3显影的光线照射到聚焦镜4上进行聚焦，聚焦后的光线再经过投影反光镜5呈规定角度的反射后照射到镜头6上，镜头6对图像进行放大并投影到外界幕布上，从而完成投影工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.单片LCD照明投影结构，其特征在于，包括：

光源（1），光源（1）用于照射出白光光束；

聚光镜（2），用于对光源（1）照射出的光束进行聚光处理，使光束呈平行状态；

LCD面板（3），用于显示需要投影的图像，当光束照射在LCD面板（3）上时，光束可将LCD面板（3）上的带有色彩的光线投影出；

聚焦镜（4），LCD面板（3）投影出的光影经过聚焦镜（4）的聚焦处理；

投影反光镜（5），投影反光镜（5）呈规定角度的倾斜状态，聚焦镜（4）聚焦的光影投射在投影反光镜（5）上，投影反光镜（5）对光影进行反射；

镜头（6），投影反光镜（5）反射出的光影经过镜头（6）放大并投射在幕布上；

筒状反光镜（7），筒状反光镜（7）位于聚光镜（2）和LCD面板（3）之间，筒状反光镜（7）内密布有多个调色镜（8），调色镜（8）呈倾斜状态，并且调色镜（8）能够对RGB光线进行反射，使光线重新照射在LCD面板（3）上，而其他多余光波则穿过调色镜（8）并散射出设备外。

2.如权利要求1所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，筒状反光镜（7）内的每个调色镜（8）均由分光镜（9）和单向镜（10）组成，分光镜（9）和单向镜（10）相互贴合并倾斜排布，分光镜（9）位于靠近LCD面板（3）的一侧，并且分光镜（9）用于对RGB三色中的一个颜色进行反射，而其他颜色则穿过分光镜（9）和单向镜（10）照射在筒状反光镜（7）内壁上，单向镜（10）允许光波单向传递照射，即只允许光波穿过分光镜（9）和单向镜（10），而不允许光波反向穿过单向镜（10）和分光镜（9）。

3.如权利要求2所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，在筒状反光镜（7）的尾端设有透光镜（11），透光镜（11）内壁上设有环形反光镜（12），环形反光镜（12）的截面倾斜。

4.如权利要求3所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，所述LCD面板（3）由位于中间的液晶层（13）、位于液晶层（13）两侧的两个玻璃基板（14）和位于两个玻璃基板（14）外侧的两个偏光板（15）组成，玻璃基板（14）上设有电极，并且两个电极相反，通过电极独立控制液晶层（13）上的每个像素点中的RGB三色中各部分的明暗程度，通过偏光板（15）对光波进行过滤，可使光波具有方向特性。

5.如权利要求4所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，所述镜头（6）的光圈为F3.5-F4.5，所述镜头（6）的焦距为100-200mm。

6.如权利要求5所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，所述光源（1）的外侧设有反光罩（16），反光罩（16）开口朝向聚光镜（2），通过反光罩（16）可对光源（1）照射出的光线进行反射，使光线朝向聚光镜（2）方向照射，从而达到了聚光的效果，提高光照亮度。

7.如权利要求6所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，反光罩（16）由位于内层的球面反光板（17）和位于外层的隔热罩（18）组成，并且球面反光板（17）和隔热罩（18）之间密布有冷却风道（19）。

8.如权利要求7所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，所述球面反光板（17）开口位置封装有隔热玻璃（20），隔热玻璃（20）可对光源（1）照射出的光线中的紫外线进行反射过滤处理，而其他光线可穿过隔热玻璃（20）。

9.如权利要求8所述的单片LCD照明投影结构，其特征在于，还包括视频控制器（21），视频控制器（21）与两个玻璃基板（14）上的电极连接。

10.如权利要求9所述的单片LCD照明投影结构的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

通过视频控制器（21）调节LCD面板（3）上的每个像素点中RGB的电压信号，从而调节每个像素点的RGB颜色，实现LCD面板（3）显影的效果，此时视频信号传递至LCD面板（3）上并显示；

光源（1）照射出光线并结合反光罩（16）的反射使光线穿过聚光镜（2），聚光镜（2）对光线进行聚光处理，从而使光线呈平行状照射到LCD面板（3）上，光线穿过LCD面板（3）并使LCD面板（3）上的影像投射出，同时多余光线反射至筒状反光镜（7）内，筒状反光镜（7）内的结构对光线进行提纯反射，使RGB颜色的光线重新投射到LCD面板（3）上，而多余无用光波则反向传递至设备外，以此来达到提高有用光的使用率，提高投影亮度；

穿过LCD面板（3）显影的光线照射到聚焦镜（4）上进行聚焦，聚焦后的光线再经过投影反光镜（5）呈规定角度的反射后照射到镜头（6）上，镜头（6）对图像进行放大并投影到外界幕布上，从而完成投影工作。

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