CN219574580U - 一种光照均匀的lcd投影光学系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光照均匀的LCD投影光学系统，包括：沿光线传播方向依次设置的LED光源、聚光透镜、光漏斗、后菲涅尔透镜、LCD屏、前菲涅尔透镜、反射镜和投影镜头；所述聚光透镜贴合设置于所述LED光源的出光侧，且内嵌于所述光漏斗的入光口，所述透镜沿光轴的厚度为10‑40mm，所述后菲涅尔透镜安装于所述光漏斗的出光口处；所述反射镜呈45°倾斜设置以将从所述前菲涅尔透镜出射的光线反射90°后入射至所述投影镜头内。本申请实施例所述LCD投影光学系统通过采用光漏斗和聚光透镜结合的方式对LED光源出射的光线进行调整，并且聚光透镜的尺寸设计在合理范围内，可有效的提高光线利用效率以及照度均匀性。
Description
技术领域
本申请涉及LCD投影机技术领域，特别是涉及一种光照均匀的LCD投影光学系统。
背景技术
单片LCD投影仪通过使用大功率LED光源向LCD面板发射光线，然后通过投影镜头将透过LCD面板的光线投影至幕布上而成像。为了提高LED光源的利用效率，需要在LED光源和LCD面板之间加入光漏斗，虽然此种设计方式光线利用效率高，但均匀性差，因此，需要对现有技术进行改进，使得从光漏斗出射的光线照度均匀。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种光照均匀的LCD投影光学系统，以解决现有技术中的缺点与不足。
本申请的一种光照均匀的LCD投影光学系统，包括：沿光线传播方向依次设置的LED光源、聚光透镜、光漏斗、后菲涅尔透镜、LCD屏、前菲涅尔透镜、反射镜和投影镜头；
所述聚光透镜贴合设置于所述LED光源的出光侧，且内嵌于所述光漏斗的入光口，所述透镜沿光轴的厚度为10-40mm，所述后菲涅尔透镜安装于所述光漏斗的出光口处；所述反射镜呈45°倾斜设置以将从所述前菲涅尔透镜出射的光线反射90°后入射至所述投影镜头内。
本申请实施例所述LCD投影光学系统通过采用光漏斗和聚光透镜结合的方式对LED光源出射的光线进行调整，并且聚光透镜的尺寸设计在合理范围内，可有效的提高光线利用效率以及照度均匀性。
在一优选或可选实施例中，所述入光口的长度为19-21mm，宽度为12-15mm，所述出光口的长度为127-128mm，宽度为72-73mm；所述入光口与所述出光口之间的距离为50-80mm。
在一优选或可选实施例中，所述后菲涅尔透镜与所述LCD屏之间设置有隔热片。
在一优选或可选实施例中，所述隔热片的表面设置有增亮膜。
在一优选或可选实施例中，所述隔热片的表面还设置有偏振膜。
在一优选或可选实施例中，所述后菲涅尔透镜的焦距为85-125mm，所述前菲涅尔透镜的焦距为137-210mm。
在一优选或可选实施例中，所述LCD屏的出光面与所述投影镜头的光轴之间的距离为70-86mm，所述投影镜头的入光面与所述LCD屏的光轴之间的距离为51-83mm。
在一优选或可选实施例中，所述隔热片的长度为130-163mm，宽度为74-103mm，厚度为1.0-1.2mm。
在一优选或可选实施例中，所述LED光源的发光功率为110-145W。
在一优选或可选实施例中，所述LED的发光面的长度为16-20mm，宽度为11-14mm，发光角度为120°。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请。
附图说明
图1为本申请实施例中LCD投影光学系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中光漏斗的立体结构示意图；
图3为本申请实施例中光漏斗的侧面结构示意图；
图4为本申请实施例中LED光源的结构示意图；
图5为本申请实施例中隔热片的结构示意图；
附图标记：
11、LED光源；12、聚光透镜；13、光漏斗；131、入光口；132、出光口；2、后菲涅尔透镜；3、隔热片；4、LCD屏；5、前菲涅尔透镜；6、反射镜；7、投影镜头。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要理解的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也即，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“空心”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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申请中的具体含义。
请参阅图1至图5，本申请实施例提供一种光照均匀的LCD投影光学系统，包括沿光线传播方向依次设置的LED光源11、聚光透镜12、光漏斗13、后菲涅尔透镜2、LCD屏4、前菲涅尔透镜5、反射镜6和投影镜头7。
所述光漏斗13具有沿光轴相对的入光口131和出光口132，所述入光口131的尺寸小于所述出光口132的尺寸，所述光漏斗13的入光口131为矩形，具有一对短边和一对长边，同样的，所述光漏斗13的出光口132也为矩形，也具有一对短边和一对长边，所述入光口131的短边对应于所述出光口132的短边，所述入光口131的长边对应于所述出光口132的长边，以使所述光漏斗13内部的聚光腔体呈梯形结构，所述光漏斗13内部的聚光腔体表面为镀银或贴反射膜的反射层，以对入射的光线进行反射聚集，使光线大致均匀地平行出射。
所述聚光透镜12贴合设置于所述LED光源11的出光侧，且内嵌于所述光漏斗13的入光口131，所述透镜沿光轴的厚度为10-40mm，所述后菲涅尔透镜2安装于所述光漏斗13的出光口132处；所述反射镜6呈45°倾斜设置以将从所述前菲涅尔透镜5出射的光线反射90°后入射至所述投影镜头7内。
LED光源11作为一种新型的发光元件，其发光强度分布呈朗伯形分布，具有中心光强强，边缘光强弱的特点，本申请实施例所述LCD投影光学系统，通过在LED光源11的出光侧贴合设置聚光透镜12，同时将聚光透镜12内嵌于光漏斗13的入光口131中，聚光透镜12可以使LED光源11出射的光线的中心光强强度减弱，边缘光线强度增强，由此提高光线照度的均匀性，同时，经过聚光透镜12的光线再经过光漏斗13进行反射，使得边缘光线得到充分利用。本申请实施例所述LCD投影光学系统通过采用光漏斗13和聚光透镜12结合的方式对LED光源11出射的光线进行调整，并且聚光透镜12的尺寸设计在合理范围内，可有效的提高光线利用效率以及照度均匀性。
优选地，所述入光口131的长度L1为19-21mm，宽度W1为12-15mm，所述出光口132的长度L2为127-128mm，宽度W2为72-73mm；所述入光口131与所述出光口132之间的距离D3为50-80mm。该光漏斗13尺寸设计合理，使得从光漏斗13出来的光线均匀。
为了减少发光热度，减少器件损坏风险，优选地，所述后菲涅尔透镜2与所述LCD屏4之间设置有隔热片3。本实施例所述隔热片3为玻璃材质，所述隔热片3的长度L4为130-163mm，宽度W4为74-103mm，厚度为1.0-1.2mm。优选地，所述隔热片3的表面设置有增亮膜，以提高光线亮度，所述增亮膜的表面为90°的增量棱柱结构，进一步地，所述隔热片3的表面还设置有偏振膜，以过滤偏振光，起到阻挡杂散光的效果。
具体地，在本实施例中，所述后菲涅尔透镜2的焦距为85-125mm，所述前菲涅尔透镜5的焦距为137-210mm。所述LCD屏4的出光面与所述投影镜头7的光轴之间的距离D1为70-86mm，所述投影镜头7的入光面与所述LCD屏4的光轴之间的距离D2为51-83mm。通过搭配合适焦距的后菲涅尔透镜2和前菲涅尔透镜5，然后调节所述LCD屏4的出光面与所述投影镜头7的光轴之间的距离以及所述投影镜头7的入光面与所述LCD屏4的光轴之间的距离至适当范围内，使得各光学元件设计、排布十分合理，如此设置可以充分利用边缘光线，提高了光线的利用率及照度均匀性。
具体地，本实施例所述LED光源11为COB封装LED，其发光功率为110-145W，所述LED的发光面的长度L3为16-20mm，宽度W3为11-14mm，发光角度为120°，其所发出的光为白光，发光亮度足，角度合理。
其中，所述后菲涅尔透镜2可以但不限于采用成本较低的塑料材质，其表面具有同心的多个波纹结构，以形成准直镜结构。所述前菲涅尔透镜5可以但不限于采用成本较低的塑料材质，表面具有同心的多个波纹结构，以形成聚焦镜结构。所述聚光透镜12可以为玻璃材质，也可以为硅胶材质，透镜可与LED光源11一体封装而成，也可和LED光源11分离组装。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种光照均匀的LCD投影光学系统，其特征在于，包括：
沿光线传播方向依次设置的LED光源、聚光透镜、光漏斗、后菲涅尔透镜、LCD屏、前菲涅尔透镜、反射镜和投影镜头；
所述聚光透镜贴合设置于所述LED光源的出光侧，且内嵌于所述光漏斗的入光口，所述透镜沿光轴的厚度为10-40mm，所述后菲涅尔透镜安装于所述光漏斗的出光口处；所述反射镜呈45°倾斜设置以将从所述前菲涅尔透镜出射的光线反射90°后入射至所述投影镜头内。
2.根据权利要求1所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述入光口的长度为19-21mm，宽度为12-15mm，所述出光口的长度为127-128mm，宽度为72-73mm；所述入光口与所述出光口之间的距离为50-80mm。
3.根据权利要求1所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述后菲涅尔透镜与所述LCD屏之间设置有隔热片。
4.根据权利要求3所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述隔热片的表面设置有增亮膜。
5.根据权利要求4所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述隔热片的表面还设置有偏振膜。
6.根据权利要求1所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述后菲涅尔透镜的焦距为85-125mm，所述前菲涅尔透镜的焦距为137-210mm。
7.根据权利要求1所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述LCD屏的出光面与所述投影镜头的光轴之间的距离为70-86mm，所述投影镜头的入光面与所述LCD屏的光轴之间的距离为51-83mm。
8.根据权利要求3所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述隔热片的长度为130-163mm，宽度为74-103mm，厚度为1.0-1.2mm。
9.根据权利要求1所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述LED光源的发光功率为110-145W。
10.根据权利要求1-9任一项所述的LCD投影光学系统，其特征在于：
所述LED的发光面的长度为16-20mm，宽度为11-14mm，发光角度为120°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320564455.0U CN219574580U (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种光照均匀的lcd投影光学系统 |
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| CN202320564455.0U CN219574580U (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种光照均匀的lcd投影光学系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN219574580U true CN219574580U (zh) | 2023-08-22 |
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Family Applications (1)
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| CN202320564455.0U Active CN219574580U (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 一种光照均匀的lcd投影光学系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN219574580U (zh) |
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2023
- 2023-03-20 CN CN202320564455.0U patent/CN219574580U/zh active Active
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