长寿命高亮度大屏幕家用液晶投影电视制造技术

一种长寿命高亮度大屏幕家用液晶投影电视，由设置在一机箱内的液晶投影光学系统及电视信号接收与处理电路构成，其特征在于，所说的液晶投影光学系统包括：设置在聚光反射镜与聚光透射镜之间的长弧金属卤化物灯光源及其镇流器、依次垂直设置在该聚光透射镜的透射光路中的高分辨率大尺寸液晶屏及其驱动电路、投影物镜，以及设置在该液晶两侧的第一、第二分离菲涅耳透镜，其中，第一分离菲涅耳透镜与液晶面平行，第二分离菲涅耳透镜设有角度调节机构。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于成象光路设计
，特别涉及采用对角线尺寸为10-15英寸的TFT单片大面积彩色液晶显示屏作为光调制器；具有高可靠性的低成本长寿命高亮度高对比度高色彩还原能力的大屏幕家用投影电视。随着笔记本电脑和液晶桌面显示器的大量生产，800-1200线的高分辨率大尺寸液晶也大幅度降价，这种液晶显示屏由于面积大，每个象素所用的晶体管所占比例相对小，因此开口率高，透光率高，使得系统具有很高的亮度；由于液晶面积大，使得热量比较分散，散热比较容易，液晶寿命得到很大延长。目前，虽然也有将大液晶直接放置于普通教学幻灯机上进行投影的技术，但这种技术由于没有进行液晶与光学系统的整体设计，只是简单的将大液晶置于其光路中，这样不能最大限度的利用光能，或者导致边缘亮度均匀性很差；由于普通教学幻灯机采用卤钨灯或氙灯，发光效率低，因此存在亮度不高的问题，而且偏色严重，光源寿命也不到1000小时；这种技术中液晶工作于非平行光的状态，由于液晶具有视角特性，因此导致画面均匀度差，对比度下降等问题；这样的设计也没有考虑液晶的色彩特性与光学系统匹配所需要进行的补偿问题，导致色彩表现能力不好。因此，这样的设计虽然也能放映出画面，但不能满足高品质的图象要求，整体性能较差。
技术实现思路
本技术的目的在于为克服已有技术的不足之处，针对分辨率为800*600，或1024*768，或1280*1024，尺寸为10-15英寸的高分辨率大尺寸液晶的特点，设计了一套利用其作为光调制器的家用大屏幕液晶投影电视，具有高分辨率，高亮度，长寿命，成本低，对比度高，色彩表现达到甚至超过普通电视的特点。本技术提出一种长寿命高亮度大屏幕家用液晶投影电视，由设置在一机箱内的液晶投影光学系统及电视信号接收与处理电路构成，其特征在于，所说的液晶投影光学系统包括设置在聚光反射镜与聚光透射镜之间的长弧金属卤化物灯光源及其镇流器、依次垂直设置在该聚光透射镜的透射光路中的高分辨率大尺寸液晶屏及其驱动电路、投影物镜，以及设置在该液晶两侧的第一、第二分离菲涅耳透镜，其中，第一分离菲涅耳透镜与液晶面平行，第二分离菲涅耳透镜设有角度调节机构，可使其与液晶面形成一小角度。所说的液晶屏可采用分辨率为800*600，或1024*768，或1280*1024，尺寸为10-15英寸的高分辨率大尺寸液晶屏作为光调制器。所说的聚光反射镜可采用直径为50mm-100mm的球面反光镜；所说的光源可采用一只偏轴设置的长弧金属卤化物灯，偏离量为球面反光镜内半径的10％-80％。所说的光源也可采用两只间距为5-25mm的中、长弧金属卤化物灯，每只灯与一个交流镇流器相连，在其中一只镇流器的220V输入端加入90度LC移相电路。所说的聚光透射镜可采用直径为60-120mm，焦距为120mm-200mm，锥面系数为0-4的球面或非球面聚光镜；所说的投影物镜可采用柯克式或天塞式物镜或广角物镜。所说的投影电视还可包括大尺寸表面镀膜的高反射率反光镜及由大尺寸菲涅耳透镜和屏幕构成散射背投电视。所说的机箱内还可安装有对光源及液晶屏散热的散热装置。所说的电视信号接收与处理电路可采用成熟常规电路，可包括安装在一电路板上的高频头，与其相连的数字视频解码芯片、音频控制芯片，连接在音频控制芯片与喇叭之间的音频功率放大器；连接在该数字视频解码芯片与液晶屏之间的数字视频处理芯片。该电视信号接收与处理电路还可包括与计算机VGA接口相连的视频A/D转换器。该电视信号接收与处理电路也可包括与该数字视频处理芯片相连的第二个数字视频解码芯片，以及与第二个数字视频解码芯片和所说的音频控制芯片相连的第二个高频头。本技术具有以下特点及良好效果本技术采用分辨率为800*600，或1024*768，或1280*1024，尺寸为10-15英寸的高分辨率大尺寸液晶作为光调制器；采用一只或者两只电极间距为5-25mm，寿命为1500小时以上的中、长弧金属卤化物灯，特别是寿命为6000-15000小时的长弧超长寿命金属卤化物灯作为光源并且采用离轴光源设计或双光源设计；采用直径为50mm-100mm的球面反光镜、直径为60-120mm，焦距为120mm-200mm，锥面系数为0-4的球面或非球面聚光镜、能使液晶工作于平行光状态并且具有梯形变形控制功能的双分离菲涅耳透镜的高利用率高对比度照明系统；采用柯克式或天塞式物镜或广角物镜作为投影物镜的高分辨率，高亮度，长寿命，低成本的家用彩色液晶投影光路结构，以及与之配套的由高频头，VIDEO DECODER，数字视频处理芯片，与计算机连接的视频A/D转换器，音频放大器等电路系统。本技术还提出采用直流电子镇流器避免屏幕亮度闪烁特别是采用双移相式交流电感镇流器避免屏幕闪烁，同时获得高的可靠性。图2是实施例一的整机结构侧视图。图3是实施例一的基本光路结构示意图。图4是实施例一离轴光源设计示意图。图5是实施例一的光路ZEMAX软件计算图。图6是实施例一的电路框图。图7是实施例二的整机结构示意图。图8是实施例二的光路ZEMAX软件计算图。图9是实施例二的双光源设计示意图。附图说明图10是实施例二的双移相式交流电感镇流器结构示意图。图11是实施例二的双移相式交流电感镇流器的波形原理图。图12是实施例二的的电路框图。该光学系统的光通量可达700-1000流明，对比度为1∶250-1∶500，屏幕的均匀度大于609，灯泡使用寿命可超过4000小时。本实施例中，将中、长电极间距的中、长弧金属卤化物灯应用于液晶投影系统的光学系统设计，并提出了采用大尺寸的液晶屏于之相结合，并设计了高利用率高对比度的照明与成象系统，实现了长寿命光源、低成本高分辨率液晶、高亮度、高对比度的液晶投影光学系统。其结构及工作原理如图3所示，图中光源部分针对液晶尺寸比较大的特点，采用一只长弧金属卤化物灯302。针对长弧金属卤化物灯的发光曲线特点，采用球面镀冷反光膜301的球面反射镜将灯泡一面大于120度以内的光全部反射，采用球面或非球面聚光镜303将灯泡正面大于120度以内的光和由球面反射镜反射回来的光进行一定程度的会聚，使得会聚的光在达到液晶屏305的时候其光斑正好充满液晶屏，或者略大于液晶屏，以便使光能的利用率达到最好，如果使用带有锥面的非球面透镜，可以将灯泡边缘的光线扩散的角度小于使用球面透镜时扩散的角度，使得边缘光线利用率增大，并且提高液晶面四周的光强。以获得更好的均匀度。第一片菲涅耳透镜304位于303与305之间且靠近305，其焦距等于球面透镜或非球面透镜到第一片菲涅耳透镜的距离与灯泡通过球面或非球面透镜所成虚象的象距之和，这样灯泡的虚象将位于第一片菲涅耳透镜304的焦点上，经过第一片菲涅耳透镜后形成平行光。液晶位于第一片菲涅耳透镜之后，因此，液晶工作在平行光的状态，可以获得最佳的对比度和色彩还原。平行光经过液晶的调制，就形成带有彩色图象的平行光。第二片菲涅耳透镜306位于液晶之后，将平行光会聚到第二片菲涅耳透镜的焦点。第二片菲涅耳透镜安装在一角度可调机构上，使其相对于液晶的角度做成可调式，其可调的范围为±30度，这样可以改变第二片菲涅耳透镜306对液晶的不同位置的放大率，以实现梯形变形控制的功能，能使投影系统在倾斜放置时，画本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱虹云，
申请(专利权)人：邱虹云，
类型：实用新型
国别省市：