CN2220708Y - 高亮度复合式背投影电视 - Google Patents

Abstract

一种高亮度复合式背投影电视，其整体大屏幕是由多个子单元集合而成，每个子单元内采用二组或二组以上RGB投射管组，并且在一个子单元中至少有二组RGB投射管其三线共面的平面相对于屏幕的水平中垂面呈平面斜交的几何关系。与现有技术中只采用单组RGB投射管的技术方案相比，本实用新型的背投影电视具有屏幕亮度高、对比度好、彩色度均匀，屏幕前可视角度范围大等优点，适合于在户外明亮的氛围环境中作广告或在运动场上使用。

Description

高亮度复合式背投影电视

本实用新型涉及投影电视，是一种屏幕亮度特别高的复合式背投影电视。

在现有技术中的背投影式投影电视存在着亮度低，在播放节目时中央部位特别明亮面屏幕的四周周边部位的亮度又不够，整个画面上的亮度不均匀的毛病。当这种电视用于公开场合，如在街角建筑物上做广告、或在体育场上使用，或在大型商场内使用时，这一缺点就显得更加突出，无法达到实用的目的。另外，当许多子单元的小屏幕集合成为大屏幕时，各小屏幕之间的拼合线部位会形成一条较宽的暗带，使大屏幕画面质量大大降低。这种电视屏幕所产生的图像是被动式的，在屏幕本身并没有主动发光的像素，因此要解决屏幕图像的亮度和画面质量只能在投射管上做文章。但是要开发出自身具有高亮度的RGB单色投射管难度很大，成本也很高，目前还没有产品面世。由于画面的尺寸和亮度度不能同时兼得，要获得很大尺寸的屏幕图像就不可避免地要降低画面的亮度，反之，要得到明亮而清晰的画面，只能是小尺寸的画面。

本实用新型的目的是要克服现有技术中存在的上述问题，推出一种可在户外或其他比较明亮的氛围环境中可清楚显示画面图像的高亮度背投式投影电视。本实用新型的另一目的是要提高大屏幕投影电视的屏幕画面质量，使拼合线几乎看不出。本实用新型再一个目的是使这种投影电视屏前可视角度的范围明显地增大。

本实用新型的技术方案是：设计出一种复合式的投影装置，该装置可以使投射到屏幕上去的图像的光亮度成倍地提高，从而推出一种高亮度复合式的背投影彩视。它包含有屏幕以及与所述屏幕对位并保持相互固定的的RGB投射管组，所述的RGB(红、绿、蓝)投射管组通过将其固定定位的架子保持与所述屏幕图像准位的投影关系。本实用新型的技术特征是，与所述屏幕相对的RGB投射管组的数目为二组或二组以上。所述的每一组投射管组包含有单独三只单色的投射管，该三只投射管各自的轴中心线大体处在同一的平面内。在所述每一组三只的单色投射管中布置在二侧的那二只投射管其轴中心线相对于居中的那只单色投射管的轴中心线呈大体对称的斜交布置。也就是说，每一组三只的RGB投射管大体上是共面的，而在这一个共面的平面上三只RGB投射管相互呈不平行的布置，假如把绿色投射管(G)看成是居中的，那么红色的投射管(R)和蓝色的投射管(B)相对于G就是呈斜交的布置，当然最好R和B相对于G是呈轴线对称的斜交。

所述的RGB投射管组其三支单色投射管的三根轴中心线共处的那张平面与所述屏幕的几何关系根据RGB投射管组的数目多少存在着以下两种几何关系，一种是垂直正交的关系，另一种是平面斜交的关系。当它们之间呈平面斜交关系时其变角是有一定的实用范围的，即RGB投射管组三线共面的那张平面与所述屏幕水平的中垂面之间的平面斜交交角a为3°～15°的范围内。

当与屏幕相对的RGB投射管为二组组成一套投射装置时，所述的每组RGB投射管三线共面的那张平面就有二张，这二组RGB投射管(也就是二张三线共面的平面)相对于所述屏幕中垂面呈对称的斜交布置，所述的交角α为3°～15°。

当与屏幕相对的RGB投射管为三组组成一套投射装置时，所述的RGB投射管三线共面的那张平面就有三张，其中居中的那组RGB投射管的三线共面与所述的屏幕的一个中垂面共面，两侧的那二组RGB投射管所述的三线共面则与所述的中垂面斜交，其交角α在3°～15°的范围内。

为了进一步增加亮度，使屏面图像在白天户外场所也能为观视者提供清晰的图象，所设的RGB投射管的组数可增加到五组，其中三组居中排列，另外二组则分列在所述居中三组RGB投射管的二侧。此时，居中三组RGB投射管的三线共面与分列二侧的二组RGB投射管的三线共面大体呈相互之间垂直的几何关系。

为了使RGB投射管投射出的图像在屏幕上能准位，本实用新型(本发明)在所述的框架结构用于固定投射装置(RGB投射管)的部位设有可供投射管调节其几何位置的装置。除了上述的这个机械的调节装置之外，在电路部分还设有会聚电路，所述的会聚电路通过调节钮的调节也实现对投射图像在大屏幕上投影位置的调节，使图像能准位。

本实用新型的方案可使屏幕前方观众可以看到正常画面质量(包括画面亮度、亮度均匀度、色彩度、对比度等)图像的屏前可视角度范围明显增加，从传统单排投射管的背投影电视只有35°左右的屏前可视角增加到现在的70°左右的范围。所述的屏前可视角度范围，其定义是观众的视线(指可以有效观看画面的视线)与屏幕中央法线或水平中垂面之间二倍夹角的范围，这里角度的含义是指在铅垂面的角度，这一角度范围越大，就意味着以屏幕的水平中垂面为基准，在其上方和下方将有更大的有效可视角度范围，也就是意味着有更多的人可以抬头仰视和居高临下俯视来有效地观看投影电视屏幕的画面。其原理分析如下：

我们知道当观看者隔着透射屏幕观看时，当观视者的视线与屏幕背后RGB投射管的轴心线准直时，进入观视者眼睛的光线亮度最足，而以偏斜方向进入观视者眼睛的光线亮度就相对来说会暗淡，偏斜得越厉害，亮度衰减也更甚。本实用新型由于采用了多组RGB投射管的布置方案，而且每个实施例者至少有二组RGB投射管在铅垂面上以某一倾斜的角度向屏幕投射图像，也就是如前所述的，某一组RGB投射管三线共面的那张平面与屏幕的水平中垂面相互斜交。由于每个实施例中均有向下与所述水平中垂面斜交和向上与所述水平中垂面斜交的RGB投射管，这样，观视者的视线与屏幕背后RGB投射管各轴中心线准直的角度范围明显扩大了，这样，使以水平中垂面为基准面，在向上和向下偏斜的更大的视角范围也能看到画面质量好，明亮的图像了。这就是本实用新型的方案能够明显扩大屏前可视角度(在铅垂面上)范围的基本原理。除了使屏前有效视角(垂直方向)范围增大之外，本实用新型的方案还使屏幕的周边亮度被明显增加。

本实用新型使屏幕周边亮度明显增加，其原理是：如图1(现有技术对比例)中屏幕边缘位置上的某一成像点S，它只能接受一条光线A1的投影照射，而在本实用新型的第一实施例方案中，它就能接受A1和A2二条光线的投影照射(见图2)，其亮度接近增加到二倍；而在第二实施例的方案中它就能接受A1、A2和A3三条光线的投影照射(见图3)，在像点S上的亮度自然就增加到三倍的亮度了。这三条光线射出的是相同视频图号的成像画面像素。

本实用新型(本发明的)技术方案不仅在增加屏幕亮度、对比度方面有明显的功效，而且还在增大屏前视角方面效果良好。

以上描述的技术方案如果被看成是一套大屏幕体系中的一个子单元，那么当多个子单元被集合成一体时(比如说9个、12个、15个、16个、25个……N个)就形成了一套高亮度复合式的背投影大屏幕电视。当然此时电视机的电子系统内有一套分割画面的电路，使每个子单元的RGB投射管组只能接收和发射整个画面N分之一的图像，当所有子单元屏幕上投影出来的画面被集合到一体时才形成一个完整的画面。当要生产大屏幕背投影电视时，只要把许多子单元投影电视用框架将其组合成一体，再配上前述的分割画面的电子电路和其他必要的电路就可形成一台大屏幕的背投影电视。由于每一个子单元都是采用本实用新的复合式高亮度投影装置(多组RGB投射管)，使整个大屏幕上的画面亮度大大增强，可以被安放在户外明亮的场所使用，例如用作广告或在大型体育场作显示运动场面和运动员的表演以及比分之用。

本实用新型的优点是：多组投射管发出的图象信号被多重复合到同一的屏幕上，从屏幕上显现出的图像不仅其亮度大，而且其画面整体光亮度均匀，不存在中央部特别亮而周边部明显暗淡的问题。这对于由许多单元小屏幕集合构成一个大屏幕的情况下意义更加突出。在本实用新型技术方案成功以前，整个屏幕光亮度不均匀是普遍存在的缺点。对于由许多小屏幕集合而成的大屏幕来说，这种缺点就更加严重了，因为在每一块小屏幕的四周都有一圈暗的围边，就整个平面来说，就会出现纵横交叉的暗带(各子单元屏幕相互拼合时在拼合线二侧一定宽度范围内会出现暗区)。

本实用新型的好处还在于该投影电视所放置的高度范围不受限制。过去由于背投影透射电视(或视频系统)的屏面垂直视角范围不够，当其被高置(例如在户外街角做广告时)由于观视者必须抬头对屏幕斜视，我们知道背投影透射电视最大的弱点还在于它对观视者的视角范围仅控制在一个很小的范围内(即视线与屏幕中垂面的二倍夹角一般在35°的范围内)，而本实用新型的背投影电视由于采用了多组的投射管(RGB)装置，使屏幕显示画面的亮度大增，同时也大大地扩大了屏前可视角度的范围，使所述的2a夹角增大至70°左右。大大地增加了可以同时观视的观视者人数。

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步的详细描述。

附图简要说明：

图1是现有技术中单排投射管(对比例)方案的侧视图。

图2是本实用新型第1实施例(反映二排投射管的技术方案)的侧视图。

图3是本实用新型第2实施例(采用三排投射管的技术方案)的侧视图。

图4是图1、图2、图3的俯视图。

图5是本实用新型的单体立体图。

图6是本实用新型的多个单体被组合成大屏幕背投影电视的实施例。

在现有技术中，如图1所示的单排投射管，它是由红、绿、兰三只单色的投射管形成一组(见图4)，图4是俯视图，从中可以看出这三支单独的单色投射管的轴中心线大体处在一张共同的平面上，我们称这张平面为三线共面。在这么一组投射管当中，布置在二侧的那二只单色投射管(1)、(3)的轴中心线相对于居中的那只单色投射管(2)的轴中心线呈大体对称的斜交布置。这种单排投射管的投影电视方案有屏幕(20)亮度不足，对比度差，垂直方向的可视角度范围小，无法在白天明亮的氛围环境中使用等缺点。

图2所示的是本实用新型的第1实施例，它采用二排RGB投射管的背投影电视机方案，它包含有框架(4)，投射管固定架(5)和每排三只的RGB投射管，R为红色投射管(1)，G为绿色投射管(2)，B为蓝色投射管(3)(见图4)，本实施例共有二排RGB投射管(6)、(7)。这二组投射管其三线共面的二个平面(8)、(9)与所述屏幕的中垂面(10)形成对称的平面斜交的几何关系。各张三线共面的平面与所述中垂面之间的平面夹角α在3°～15°的范围内。这二组RGB投射管其居中的那二支投射管(绿色)所共处的那张平面与所述的屏幕的铅垂中垂面(11)维持大体共面的几何关系(见图4)。

图3所述的是本实用新型的第2实施例，它包含有框架(12)，RGB投射管固定架(13)和三组RGB投射管组。居中的那组RGB投射管组(14)的三线共面的那张平面大体与所述屏幕的水平中垂面(15)共面。位于水平中垂面(15)上方和下方的那二组RGB投射管(16)、(17)，其三线共面的那二张平面(18)、(19)与所述的水平中垂面(15)大体呈对称的平面相交的几何关系，各个三线共面的平面相对于所述中垂面(15)的夹角α在3°～15°的范围。从图1和图3还可看出，只有单排RGB投射管组时的屏幕前可视角度范围是35°，而采用三组RGB投射管时其角度范围就增加到70°。

采用二组RGB投射管时(见图2)，其屏幕前的可视角度范围为55°，可见，只要RGB投射管组的数目增加，无论是二组还是三组，都使屏前可视角度有明显的增加，扩大了屏前可视角度的范围。这样，当本实用新型的背投影电视被放置在明亮的氛围环境下使用(如在车站、街道、广场或运动场)时自下而上的可视高度范围有了明显的增加，这样，大屏幕的背投影电视摆放的高度范围的限制性就大大减小。如果将屏幕高置时，适当将其略微朝前向下倾斜，可使自下向上的可视角度范围更加增加。

图5是显示的是本实用新型实施例1的单体立体外形图，它包含有屏幕(20)、框架(4)、投射管固定架(5)和二排(二组)RGB投射管(6)和(7)，上排投射管组(6)有6R、6G、6B三支单色投射管，下排投射管组(7)有7R、7G、7B三支单色投射管，这总共六个单色投射管受控于相同的视频信号，经过二排三元色投射管的复合投射，在屏幕(20)上产生出亮度足，对比度好、色彩度鲜明的高品质画面。

如果我们将其作为一个子单元，当多个子单元被组合(集合)成一个大屏幕时就变成为一个大屏幕背投影电视(见图6)了。例如我们可以组成由6个、12个、15个、16个、25个单元组成的长宽比为1∶1、3∶4、3∶5的多种尺寸比例的大屏幕电视。对于这种大屏幕电视，其图像信号可以通过视频分配器(或称画面分割电路)来分配供给各子单元电视机各组RGB投射管的各自的视频信号，各单体电视机RGB投射管所接收到的是不同的分配信号，只能投射出属于自己这个子单元屏幕内局部的图像，各子单元的图像集合之后就形成了一个明亮的、对比度和色彩度好的大屏幕画面。图6所示的就是高亮度背投影大屏幕彩电的实施例。

Claims (5)

1、一种高亮度复合式背投影电视，它包含有屏幕、与所述屏幕对准的由(红、绿、兰)RGB投射管组组成的投射装置，将所述投射管组与屏幕相对固定及准位的框架结构以及电子电路，其特征在于：

a.与所述屏幕对准的投射装置中RGB投射管组的数目为二组或二组以上。

b.每一组投射管组包含有红(R)、绿(G)、兰(B)三只单独的投射管，它们各自的轴中心线大体处在同一张平面内(即三线共面)。

c.在每一组RGB投射管组当中，布置在二侧的那二只单色投射管其轴中心线相对于居中的那只单色投射管的轴中心线呈大体对称的斜交布置。

2、如权利要求1所述的高亮度复合式背投影电视，其特征是：所述的投射装置中至少有二组其三线共面的平面与所述屏幕的一个中垂面形成平面斜交的几何关系。

3、如权利要求2所述的高亮度复合式背投影电视，其特征是：所述的平面斜交几何关系其斜交的交角在3°～15°的范围。

4、如权利要求1或2或3所述的高亮度复合式背投影电视，其特征是：所述的投射装置中设有二组RGB投射管组，其三线共面的二张平面相对于所述屏幕的中垂面呈对称的斜交布置。

5、如权利要求1或2或3所述的高亮度复合式背投影电视，其特征是：所述的投射装置中设有三组RGB投射管组，居中的那组RGB投射管组其三线共面的那张平面与所述屏幕的中垂面大体共面，位于二侧的那二组RGB投射管组其三线共面的那二张平面则与所述屏幕的中垂面相互呈平面斜交的几何关系。

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