CN202257012U - 采用三片led灯板的lcd投影机光源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，该系统包括散热装置、光源电路板、红、绿、蓝LED光源、TIR透镜、复眼透镜、科勒照明透镜组、红、绿、蓝LCD面板及偏振片组、合成棱镜和投影物镜。所述TIR透镜可将LED发出的光进行最大限度的收集并进行准直，复眼透镜将准直光束进行细分聚焦，并通过科勒照明透镜组将光束投射到LCD面板上，保证了LCD面板上接收光能的均匀性，透过LCD面板的光经过合成棱镜合成后由投影物镜投影到屏幕上成像。本实用新型采用LED光源，TIR透镜的使用进一步降低了光路的复杂程度，从而简化投影机整体结构、缩小体积，并最大程度的增强了光能的利用效率，实用效果非常显著。

Description

采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统

技术领域

本实用新型涉及一种投影机光源系统，特别涉及一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统。

背景技术

多年来投影机一直是商务活动、教育等领域的公用设备，其特点是可以轻松获得大画面，可显示数字、模拟图像，可以作为超大屏幕电视应用，正在由公用设备逐步向家用电器的应用普及；目前市场上3LCD投影机的光源多采用UHE超高压汞灯泡和金属卤素灯泡，是中、低档投影机中广泛采用的较为理想光源。UHE超高压汞灯泡优点是价格适中，在使用4000小时以前亮度几乎不衰减。金属卤素灯泡价格相对UHE便宜，高效率、高显色性、高色温，但发热高，半衰期短，一般使用1000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右。对投影机散热系统要求高，不宜做长时间（4小时以上）的投影使用，金属卤素灯泡在低端投影机中被广泛使用。两种光源能够较好满足大幅面投影的亮度要求，但是投影机光路结构都较复杂，体积大，开机需要预热1～2分钟才能点亮，同时灯的寿命短，属设备消耗材料，价格约占设备总价的1/4～1/5，对投影机用户是一个较大的经济负担，一般家庭难以承受。

目前市场上3LCD投影机公知的光路系统存在结构复杂，体积大，散热需要多个风扇，光源寿命短等问题，不利于广泛应用。随着世界低碳经济、节能环保主导人们消费生活的发展趋势，科技进步为电子设备的革新提供了新的机遇，发光二级管（LED）是一种寿命长、环保的半导体光源，但在过去一段时间，由于高亮度、大功率LED灯芯价格高，影响了普及应用。电子产品升级遵循摩尔定律，LED产品近来性能有了很大的提升，伴随着大量的普及应用，价格也趋于合理，科研开发前景日益显现。

因此，提供一种设计合理、性能可靠、高效节能的采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于所采用三色LED的LCD投影机光源系统；即采用红、绿、蓝三个LED灯组成的灯板作为光源，经过二次光学设计实现使得LED光源发出的光能获得最佳效率的利用，同时采用的LED光源电路结构设计满足最佳散热要求，替代现有3LCD投影机普遍使用的UHE超高压汞灯或卤素灯光源，最终实现投影机体积小、寿命长、价格低和环保的目的。

为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是：一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，其特征在于该系统包括散热装置、LED光源电路板、红LED光源、绿LED光源、蓝LED光源、TIR透镜、复眼透镜、科勒照明透镜组、红信号LCD面板及偏振片组、绿信号LCD面板及偏振片组、蓝信号LCD面板及偏振片组、合成棱镜和投影物镜；

所述红LED光源、绿LED光源、蓝红LED光源分别与散热装置以及LED光源电路板安装在一起，形成红、绿、蓝三个独立的光路；每个光路的LED光源发光面面向 TIR透镜，TIR透镜的内侧是复眼透镜，复眼透镜内侧是科勒照明透镜组，各科勒照明透镜组内侧分别是红信号LCD面板及偏振片组、绿信号LCD面板及偏振片组或蓝信号LCD面板及偏振片组；各LCD面板及偏振片组内侧对应设有合成棱镜，所述合成棱镜的红、绿、蓝通道分别与红、绿、蓝信号LCD面板及偏振片组相对应，并对应合成棱镜设有投影物镜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用LED光源， TIR透镜的使用进一步降低了该系统光路的复杂程度，从而简化投影机整体结构，缩小体积，并最大限度的增强了光能的利用效率；复眼透镜保证了LCD表面接收的光能均匀性；该光源系统比传统金属卤素灯的体积可以减小两倍以上，摆脱投影机专业、笨重、高价的固有模式，同时省去了透镜、反射镜、滤色镜等器件，可直接降低系统成本，简化生产工艺，可靠性有了很大提高，LED寿命是目前金属卤素灯泡的十倍以上，延长使用寿命，有效降低成本；随着LED技术、性能的快速提升，节能环保的优势将会更为突出，实用效果非常显著。同时本实用新型给普通消费者带来最为震撼的大画面体验；且有利于节能环保，在保证LED光源有效散热条件下，可长时间连续使用；该装置不但满足专业要求也适合于普通家庭的普及应用。

附图说明

图1是本实用新型光源系统结构示意图；

图中：1、散热装置，2、LED光源电路板，3、红LED光源，4、绿LED光源，5、蓝LED光源，6、TIR透镜，7、复眼透镜，8、科勒照明透镜组，9、红信号LCD面板及偏振片组，10、绿信号LCD面板及偏振片组，11、蓝信号LCD面板及偏振片组，12、合成棱镜（X-Cube），13、投影物镜。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1所示，一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，该系统包括散热装置1、LED光源电路板2、红LED光源3、绿LED光源4、蓝LED光源5、TIR透镜6、复眼透镜7、科勒照明透镜组8、红信号LCD面板及偏振片组9、绿信号LCD面板及偏振片组10、蓝信号LCD面板及偏振片组11、合成棱镜（X-Cube）12和投影物镜13。

所述红LED光源3、绿LED光源4、蓝红LED光源5 分别与散热装置1以及LED光源电路板2安装在一起，红、绿、蓝为三个独立的光路，每个光路的LED光源发光面面向 TIR透镜6，TIR透镜6的内侧是复眼透镜7，复眼透镜7内侧是科勒照明透镜组8，科勒照明透镜组8内侧分别是红信号LCD面板及偏振片组9、绿信号LCD面板及偏振片组10、蓝信号LCD面板及偏振片组11，LCD面板及偏振片组内侧是合成棱镜（X-Cube）12，所述合成棱镜（X-Cube）12的红、绿、蓝通道分别与红、绿、蓝信号LCD面板及偏振片组相对应，并对应合成棱镜（X-Cube）12设有投影物镜13。

所述TIR透镜6可将LED发出的光进行最大限度的收集并进行准直，复眼透镜7将准直光束进行细分聚焦，并通过科勒照明透镜组8将光束投射到LCD面板上，有效保证了LCD面板上接收光能的均匀性，透过LCD面板的光经过合成棱镜（X-Cube）12合成后由投影物镜13投影到屏幕上成像。

工作原理：

采用LED灯芯制作的红、绿、蓝色三块灯板作为3LCD投影机的光源，针对光源的发光特性，经过二次光学设计，使每个独立的光路中都采用三组不同光学功能的透镜组合，实现LED光源发出的光能获得最佳效率的利用，同时最大限度的保证光的照度均匀。

LED光源在摄氏50℃的工作温度条件下寿命一般为50000小时，是卤素灯寿命的十几倍，同等功率的LED亮度已经与卤素灯持平，目前达到100 lm/W以上，近期还有望提高至150～200 lm/W，近几年发展速度平均每年提高30lm/W以上，LED的发光效率的上限被认为是250lm/W左右，因此在高效、节能上还有很大的发展潜力，市场前景十分广阔。

上述参照实施例对采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的；因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种采用三片LED灯板的LCD投影机光源系统，其特征在于该系统包括散热装置、LED光源电路板、红LED光源、绿LED光源、蓝LED光源、TIR透镜、复眼透镜、科勒照明透镜组、红信号LCD面板及偏振片组、绿信号LCD面板及偏振片组、蓝信号LCD面板及偏振片组、合成棱镜和投影物镜；

所述红LED光源、绿LED光源、蓝红LED光源分别与散热装置以及LED光源电路板安装在一起，形成红、绿、蓝三个独立的光路；每个光路的LED光源发光面面向 TIR透镜，TIR透镜的内侧是复眼透镜，复眼透镜内侧是科勒照明透镜组，各科勒照明透镜组内侧分别是红信号LCD面板及偏振片组、绿信号LCD面板及偏振片组或蓝信号LCD面板及偏振片组；各LCD面板及偏振片组内侧对应设有合成棱镜，所述合成棱镜的红、绿、蓝通道分别与红、绿、蓝信号LCD面板及偏振片组相对应，并对应合成棱镜设有投影物镜。

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