一种单片LCD投影机及其光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种单片LCD投影机用光学系统，包括把光源汇聚、整形并转换成平行光的光整形组件，用于投射图像的镜头，及将来自所述单片LCD投影机的液晶屏的图像汇聚至镜头的光汇聚部件；所述光整形组件包括把光源汇聚、整形成为预定形状的第一聚光镜，再次汇聚并整形的第二聚光镜，以及后菲涅尔透镜；来自所述第二聚光镜的光经所述后菲涅尔透镜转换为平行光后投射至所述单片LCD投影机的液晶屏上,通过使用特定的光整形组件，可使得单片LCD投影机不但体积小巧，还可提升画面均匀度及亮度，提升单片LCD投影机的影像效果。

【技术实现步骤摘要】
一种单片LCD投影机及其光学系统
本技术涉及投影机
，尤其是涉及一种单片LCD投影机的光学系统改良。
技术介绍
单片LCD投影机，是指使用一片全彩的、透射式的液晶屏(LCD)为屏，光线从照明组件发出，通过投影镜头将屏的图像放大投射于屏幕上的一种投影机产品。现有单片LCD投影机，根据光路结构的不同，具有直投式和反射式两种结构形式，其中直投式单LCD投影机，由于外形较大，携带、存储及使用均有诸多不便，另一种为反射式，如公开号为CN109613788A的中国专利技术专利申请，其公开的单片LCD投影机虽然体积可以较小，但在投影的图像画面质量差，实用性差，亟需改进。此外，单片LCD投影机的投影亮度和均匀度的改善提升，是业界公认的难题，尤其在小型化产品上，需要兼顾考虑太多的因素，因此，更是难度大增。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本申请的技术构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
为克服前述现有技术存在的图像画面质量差的技术问题，本申请提供一种单片LCD投影机用光学系统，包括把光源汇聚、整形并转换成平行光的光整形组件，用于投射图像的镜头，及将来自所述单片LCD投影机的液晶屏的图像汇聚至镜头的光汇聚部件；所述光整形组件包括把光源汇聚、整形成为预定形状的第一聚光镜，再次汇聚并整形的第二聚光镜，以及后菲涅尔透镜；来自所述第二聚光镜的光经所述后菲涅尔透镜转换为平行光后投射至所述单片LCD投影机的液晶屏上。可选的，所述第一聚光镜是球面镜，其呈球面的一侧朝向所述单片LCD投影机的液晶屏，另一侧呈平面；所述第二聚光镜是柱面镜，位于所述第一聚光镜和所述单片LCD投影机的液晶屏之间，其呈平面的一侧朝向所述第一聚光镜，呈柱面的一侧朝向所述单片LCD投影机的液晶屏。可选的，还包括反射镜，所述反射镜倾斜设置，接收并反射来自所述第二聚光镜的光至所述后菲涅尔透镜。可选的，所述反射镜以38～55度角倾斜设置，即所述光整形组件的光轴和所述后菲涅尔透镜的光轴均与所述反射镜的镜面成38～55度角。可选的，所述光汇聚部件是前菲涅尔透镜，设于所述单片LCD投影机的液晶屏与所述镜头之间。所述第一聚光镜和所述第二聚光镜以预定的间隔设置，且间隔可调。本申请还提供一种单片LCD投影机，该单片LCD投影机包括光源、光学系统、液晶成像系统和电源，所述光学系统是如前文所述的光学系统；所述成像系统为前文所述的单片LCD投影机的液晶屏，所述液晶屏设于所述光整形组件和光汇聚部件之间。优选的，所述光学系统满足如下条件：2.3<L/Fh<3.33<L/fv<4其中，L为后菲涅尔透镜到光源的距离，Fh为所述光整形组件的水平焦距，Fv为所述光整形组件的垂直焦距。与现有技术相比，本申请的技术方案至少具有如下有益效果：通过使用特定的光整形组件，可使得单片LCD投影机不但体积小巧，还可提升画面均匀度及亮度，提升单片LCD投影机的影像效果。此外，通过倾斜设置的反射镜，可进一步缩小光学系统及包含该光学系统的单片LCD投影机的体积，并且，该特定的结构设计及布置方式，因可避免梯形校正等调节对光路改变的放大作用，故相对现有技术更有利于投影机的梯形校正等投影效果的调节。附图说明图1是本技术一个实施例的光学系统结构(部分)示意图，图中XZ方向视图。图2是图1实施例的光学系统结构(部分)的YZ方向视图；图3是本技术另一实施例的光学系统结构(部分)示意图。具体实施方式以下通过实施例结合附图对本专利技术进行进一步的详细说明。如图1、图2所示，一种单片LCD投影机用光学系统，包括把光源1汇聚、整形并转换成平行光(本领域技术人员理解，这里所说的平行光并不绝对，近似或者说接近平行光的情况显然也应包含在内，后文提及的平行光同此)的光整形组件，单片LCD投影机用液晶屏5，用于投射图像的镜头，及将来自所述液晶屏5的图像汇聚至镜头的光汇聚部件；所述光整形组件包括把光源汇聚、整形成为预定形状的第一聚光镜2，再次汇聚并整形的第二聚光镜3，以及后菲涅尔透镜4；来自所述第二聚光镜3的光经所述后菲涅尔透镜4转换为平行光后投射至所述液晶屏5上。所述光整形组件通过其整形功能，可以将LED光源等投影机所需光源1的光进行适当的整形，一方面可以充分利用光源1的光，另一方面可以取得更均匀的投射效果。具体而言，在一个具体实施例中，所述第一聚光镜2是球面镜，其呈球面的一侧朝向所述液晶屏，另一侧呈平面；所述第二聚光镜3是柱面镜，位于所述第一聚光镜2和所述液晶屏5之间，其呈平面的一侧朝向所述第一聚光镜2，呈柱面的一侧朝向所述液晶屏5。通过球面镜2加柱面镜3的组合及其组合方式，本实施例不但可以对光源1的光进行整形，还可以避免光损失，更充分的利用光源的光。该单片LCD投影机用光学系统在使用中，其满足如下条件：2.3<L/Fh<3.33<L/fv<4其中，L为后菲涅尔透镜4到光源1的距离，Fh为所述光整形组件的水平焦距，Fv为所述光整形组件的垂直焦距。所述光汇聚部件是前菲涅尔透镜，设于所述液晶屏5与所述镜头之间，用于将来自所述液晶屏5的平行光汇聚至所述镜头。此外，所述第一聚光镜2和所述第二聚光镜3以预定的间隔设置的同时，还可设置为间隔可调，以在一定程度上满足不同用户的差异化需求。在以上实施例的基础上，可进一步改进为，光学系统还包括反射镜6，如图3所示，所述反射镜6倾斜设置，接收并反射来自所述第二聚光镜3的光至所述后菲涅尔透镜，如此，可以减小光学系统在所述液晶屏5之前的结构，且该设置方式对投影机的梯形调节更加有利，因为投影的梯形调节等并不涉及到这一部分的光路。优选的是，所述反射镜6以38～55度角倾斜设置，即所述光整形组件的光轴和所述后菲涅尔透镜的光轴均与所述反射镜6的镜面成38～55度角。以上所述任一单片LCD投影机用光学系统，可与光源、液晶成像系统和电源等必要的部件结合，构成小体积的单片LCD投影机，并且可获得高质量的图像画面，因为，影响投影质量的调整参数包括镜片的曲率半径、厚度、折射率等，使用单一聚光镜情况下，即便聚光镜的水平方向及垂直方向的R值都不同，但因参数受到限制，均匀度改善受限，不明显，只能用牺牲亮度的方式来提高均匀度。而使用本实施例的光学系统，可使调整参数几乎增加一倍，因此可以做到提高均匀度的情况下兼顾亮度，或提高亮度的情况下兼顾均匀度。以下是一个实施例的单片LCD投影机的相关参数设置：其中，L＝75Fh＝26.29Fv＝20.54L/Fh＝2.85L/Fv＝3.65L为后菲涅尔透镜到光源的距离，Fh为所述光整形组件的水平焦距，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单片LCD投影机的光学系统，其特征在于，包括把光源汇聚、整形并转换成平行光的光整形组件，用于投射图像的镜头，及将来自所述单片LCD投影机的液晶屏的图像汇聚至镜头的光汇聚部件；/n所述光整形组件包括把光源汇聚、整形成为预定形状的第一聚光镜，再次汇聚并整形的第二聚光镜，以及后菲涅尔透镜；来自所述第二聚光镜的光经所述后菲涅尔透镜转换为平行光后投射至所述单片LCD投影机的液晶屏上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单片LCD投影机的光学系统，其特征在于，包括把光源汇聚、整形并转换成平行光的光整形组件，用于投射图像的镜头，及将来自所述单片LCD投影机的液晶屏的图像汇聚至镜头的光汇聚部件；
所述光整形组件包括把光源汇聚、整形成为预定形状的第一聚光镜，再次汇聚并整形的第二聚光镜，以及后菲涅尔透镜；来自所述第二聚光镜的光经所述后菲涅尔透镜转换为平行光后投射至所述单片LCD投影机的液晶屏上。


2.如权利要求1所述的用于单片LCD投影机的光学系统，其特征在于，所述第一聚光镜是球面镜，其呈球面的一侧朝向所述单片LCD投影机的液晶屏，另一侧呈平面；所述第二聚光镜是柱面镜，位于所述第一聚光镜和所述单片LCD投影机的液晶屏之间，其呈平面的一侧朝向所述第一聚光镜，呈柱面的一侧朝向所述单片LCD投影机的液晶屏。


3.如权利要求2所述的用于单片LCD投影机的光学系统，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜倾斜设置，接收并反射来自所述第二聚光镜的光至所述后菲涅尔透镜。


4.如权利要求3所述的用于单片LCD投影机的光学系统，其特征在于，所述反射镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清卫，
申请(专利权)人：深圳市格一创新电器有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44