单片式液晶投影机制造技术

本发明专利技术公开了一种单片式液晶投影机，包括按照光路路径依次安装的光源、聚光镜、前菲涅尔透镜、透射式的LCD光阀、后菲涅尔透镜、全反射镜和投影镜头，LCD光阀的主光轴与全反射镜的法线相交呈小于45°且大于35°的入射角。本发明专利技术在保持投影镜头位置不发生变化的前提下，通过调整全反射镜的位置和安装角度，使全反射镜入射光轴即LCD光阀主光轴与全反射镜出射光轴即投影镜头主光轴的夹角变小，全反射镜长度变短，在投影机宽度基本维持不变的情况下，显著减小投影机的长度，同时可以减少投影机内部的无用空间，同等条件下机器体积更加小型化。本发明专利技术可进一步优化结构和缩小整体尺寸，降低包装、运输和存储成本，提高市场竞争力，推动单片投影机的发展。

Single chip liquid crystal projector

The invention discloses a single chip liquid crystal projector, which includes a light source, a spotlight, a front Finel lens, a transmission type LCD light valve, a rear Finel lens, a full reflector and a projection lens. The main axis of the LCD light valve is in the angle of less than 45 degrees and more than 35 degrees in the normal line of the full mirror. On the premise of keeping the position of the projection lens unchanged, by adjusting the position and installation angle of the full reflector, the angle of the incident optical axis of the full reflector, that is, the angle of the main axis of the LCD light valve and the projecting lens axis of the projecting lens, is smaller, the length of the full mirror is shorter, and the width of the projector is basically maintained. In this case, the length of the projector is significantly reduced, while the unused space inside the projector is reduced, and the machine volume is smaller under the same conditions. The invention can further optimize the structure and reduce the overall size, reduce the cost of packaging, transportation and storage, improve the competitiveness of the market, and promote the development of the single chip projector.

【技术实现步骤摘要】
单片式液晶投影机
本专利技术涉及一种单片式液晶投影机。
技术介绍
单片式液晶投影机，即使用一片全彩液晶屏（LCD）为光阀，基于科勒照明系统，光路主要由光源、LCD、镜头等组成的投影系统，在上世纪80年代面世，俗称“单LCD投影机”或“1LCD投影机”等。单LCD投影机光阀尺寸（对角线）一般在2～7inch范围，以非晶硅（a-si）屏，手机屏（多为LTPS，即低温多晶硅）为主，单LCD投影机以价廉物美，成熟稳定占据市场的最低端，是目前没有其它微显技术，在同等价位区间可以替代的一种存在形式。目前市场上，根据光路结构的不同，单LCD投影机有两种结构形式：直投式和反射式，分别见图2和图3。如图2所示，直投式在光阀和镜头之间没有反射镜，其特点是简单，效率高；如图3所示，反射式是在光阀A和镜头B之间插入一片全反射镜C，全反射镜C的法线和主光轴呈45°角布置，相比于直投式，效率略低（约低3%～6%，取决于反射膜的性能），对反射镜、镜头、光阀的安装精度要求也高些。因在同等光路设计的产品上：1）直投式投影机外形体积最大，根据实际工程应用和产品三维堆叠，比反射式投影机外形体积大9%～20%以上；2）直投式投影机外观造型获得同样的认可，比反射式要难一些，尤其是在消费数码领域。同等光路设计，即意味着光源、聚光镜、菲镜、光阀、镜头的参数和尺寸都一样，从而使得投影机电源功率，散热系统等也非常类似或一致，投影机的内件几乎一致，直投式单LCD投影机因为外形原因，市场上已经很少见到。现在国产单LCD投影机以出口为主，价格在30～130美元间。目前出口的产品，各厂家和跨境电商公司以阿里巴巴、亚马逊等电商平台为主要出货渠道，体积要求是市场最根本的诉求，因为运输、境外仓库等费用是一笔不小的成本开支，年创汇约数亿美元，呈增长趋势。如何缩小反射式单LCD投影机的体积是我们亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在镜头固定部分未遮挡光线的情况下，有效缩小产品体积的单片式液晶投影机。本专利技术提供的这种单片式液晶投影机，包括按照光路路径依次安装的光源、聚光镜、前菲涅尔透镜、透射式的LCD光阀、后菲涅尔透镜、全反射镜和投影镜头，所述LCD光阀的主光轴与全反射镜的法线相交呈小于45°且大于35°的入射角。本专利技术在保持投影镜头位置不发生变化的前提下，通过调整全反射镜的位置和安装角度，使全反射镜入射光轴即LCD光阀主光轴与全反射镜出射光轴即投影镜头主光轴的夹角变小，全反射镜长度变短，在投影机宽度基本维持不变的情况下，显著减小投影机的长度，同时可以减少投影机内部的无用空间，同等条件下机器体积更加小型化。本专利技术结构简单，产品布局更合理，可进一步优化结构和缩小整体尺寸，降低包装、运输和存储成本，提高市场竞争力，推动单片投影机的发展。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为现有技术中直投式单LCD投影机的结构示意图。图3为现有技术中反射式单LCD投影机的结构示意图。图中示出的标记及所对应的构件名称为：1、光源；2、聚光镜；3、前菲涅尔透镜；4、LCD光阀；5、后菲涅尔透镜；6、全反射镜；7、投影镜头。具体实施方式从图1可以看出，本专利技术提供了一种单片式液晶投影机，包括按照光路路径依次安装的光源1、聚光镜2、前菲涅尔透镜3、透射式的LCD光阀4、后菲涅尔透镜5、全反射镜6和投影镜头7，光源1、聚光镜2、前菲涅尔透镜3、LCD光阀4和后菲涅尔透镜5的主光轴重合布置，LCD光阀4的主光轴与全反射镜6的法线相交呈入射角，入射角的角度a小于45°且大于35°，投影镜头7的主光轴与LCD光阀4经全反射镜6反射后的主光轴重合,投影镜头7的主光轴与全反射镜6的法线相交呈反射角，反射角等于入射角。从图1至图3可以看出，在同等光路参数设计下，即光源1、聚光镜2、前菲涅尔透镜3、LCD光阀4、后菲涅尔透镜5、全反射镜6和投影镜头7的参数和尺寸都一样，各部件间的尺寸关系如下：各图中的L6尺寸一样，即光源和LCD光阀间的距离一样；各图中的L3尺寸一样，即后菲涅尔透镜和LCD光阀间的距离一样，这个距离是梯形校正的最佳工作距离，由镜头的失真参数决定允许的光学梯形校正角度，角度决定L3大小；在图1中，设后菲涅尔透镜5与全反射镜6的最小距离为L10；在图3中，设后菲涅尔透镜与全反射镜的最小距离为L11；L10与L11的尺寸可以一样也可以接近，L10和L11可以略大于或者等于L3但不能小于L3；为防止浪费空间，L10和L11不能过多大于L3；在图1中，成像系统镜头焦距为LCD光阀4与全反射镜6的距离L4和全反射镜6与投影镜头7的距离L5之和；在图3中，成像系统镜头焦距为LCD光阀与全反射镜的距离L8和全反射镜与投影镜头的距离L9之和；在图2中，成像系统镜头焦距为LCD光阀与投影镜头的距离L7；L7=L4+L5=L8+L9,即成像系统镜头焦距和工作距离一样，镜头参数一样。投影机缩小体积的机理：在图1中，设投影机长度为L1、投影机宽度为L2、全反射镜6的长度L12；在图3中，设投影机长度为L31、投影机宽度为L32、全反射镜6的长度L13；图2的L6+L7为光路长度，决定了投影机最基本的尺寸；图3是将图2长宽的一种更合理切割分配（体积缩小的同时造型容易靠往黄金分割）；图1是在保持投影镜头7位置不发生变化的前提下，通过调整全反射镜6的位置和安装角度，使LCD光阀4的光轴与投影镜头7的光轴的夹角变小，类似于将图3长方形的长边L31，往长方形斜边（对角线）方向旋转，实现了图1长方形长边L1相对图3的L31显著缩短；且长方形短边L2和L32基本维持不变的功能。图1全反射镜长度L12缩短原理，在图1、3中，全反射镜安装搭边余量一样，根据几何关系，如果是45°反射，则全反射镜切割到的光线包络大于全反射镜小于45°的包络，故图1的全反射镜长度L12小于图3的长度L13。在35°~45°条件下反射，图1的L2和图3的L32长度基本不变（变量在0.7%左右）。本专利技术在图3反射式单LCD投影机的基础上，可省9%~12%左右的体积，使产品更具有竞争力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单片式液晶投影机，包括按照光路路径依次安装的光源（1）、聚光镜（2）、前菲涅尔透镜（3）、透射式的LCD光阀（4）、后菲涅尔透镜（5）、全反射镜（6）和投影镜头（7），其特征在于：所述LCD光阀的主光轴与全反射镜的法线相交呈小于45°且大于35°的入射角。

【技术特征摘要】
1.一种单片式液晶投影机，包括按照光路路径依次安装的光源（1）、聚光镜（2）、前菲涅尔透镜（3）、透射式的LCD光阀（4）、后菲涅尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈灵，
申请(专利权)人：长沙创荣电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43