全文摘要
本实用新型公开了一种亮度均匀的投影结构，它包括照明光源模块、沿照明光源模块的光路方向设有LCD屏、第一透镜和镜头，照明光源模块包括基座、电路板、聚光透镜组和阵列透镜，电路板设于基座内，电路板上设有复数个发光体，聚光透镜组设于基座内并位于电路板的上方，聚光透镜组包括复数个聚光透镜，聚光透镜与发光体一一对应设置，阵列透镜设于基座内并位于聚光透镜组的上方，阵列透镜包括复数个菲涅尔透镜单元，菲涅尔透镜单元与聚光透镜一一对应设置，且菲涅尔透镜单元剖面的锯齿高度小于50微米；本实用新型能够实现高亮度且亮度均匀的面光源，进而与LCD屏更匹配，从而达到提高画面四周的亮度，且亮度均匀，使投影出的画面更清晰、明亮。
主设计要求
1.一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，包括照明光源模块（1），以及沿照明光源模块（1）的光路方向依次设置的LCD屏（2）、第一透镜（3）、镜头（4）或沿照明光源模块（1）的光路方向依次设置的第一透镜（3）、LCD屏（2）、镜头（4），所述第一透镜（3）用于会聚照明光源模块（1）所发出的光线，所述照明光源模块（1）包括基座（11）、电路板（12）、聚光透镜组（13）和至少一层阵列透镜（14），所述基座（11）内设有容置空间，所述电路板（12）设于基座（11）的容置空间的底部，所述电路板（12）上设有复数个发光体（121），所述聚光透镜组（13）设于容置空间内并位于电路板（12）的上方，所述聚光透镜组（13）包括复数个聚光透镜（131），所述聚光透镜（131）与所述发光体（121）一一对应设置，所述阵列透镜（14）设于基座（11）的容置空间的顶部并位于聚光透镜组（13）的上方，所述阵列透镜（14）包括复数个菲涅尔透镜单元（141），所述菲涅尔透镜单元（141）与所述聚光透镜（131）一一对应设置，且所述菲涅尔透镜单元（141）剖面的锯齿（1411）高度小于50微米。
设计方案
1.一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，包括照明光源模块（1），以及沿照明光源模块（1）的光路方向依次设置的LCD屏（2）、第一透镜（3）、镜头（4）或沿照明光源模块（1）的光路方向依次设置的第一透镜（3）、LCD屏（2）、镜头（4），所述第一透镜（3）用于会聚照明光源模块（1）所发出的光线，所述照明光源模块（1）包括基座（11）、电路板（12）、聚光透镜组（13）和至少一层阵列透镜（14），所述基座（11）内设有容置空间，所述电路板（12）设于基座（11）的容置空间的底部，所述电路板（12）上设有复数个发光体（121），所述聚光透镜组（13）设于容置空间内并位于电路板（12）的上方，所述聚光透镜组（13）包括复数个聚光透镜（131），所述聚光透镜（131）与所述发光体（121）一一对应设置，所述阵列透镜（14）设于基座（11）的容置空间的顶部并位于聚光透镜组（13）的上方，所述阵列透镜（14）包括复数个菲涅尔透镜单元（141），所述菲涅尔透镜单元（141）与所述聚光透镜（131）一一对应设置，且所述菲涅尔透镜单元（141）剖面的锯齿（1411）高度小于50微米。
2.根据权利要求1所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，复数个所述发光体（121）分别被聚光透镜（131）所包覆。
3.根据权利要求2所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，所述聚光透镜（131）为硅胶材料制成的透镜。
4.根据权利要求1所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，所述菲涅尔透镜单元（141）的外形呈正六角形，复数个所述菲涅尔透镜单元（141）呈蜂窝状排列。
5.根据权利要求1所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，所述菲涅尔透镜单元（141）的外形呈矩形，复数个所述菲涅尔透镜单元（141）呈矩阵排列或错位排列。
6.根据权利要求4或5所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，所述菲涅尔透镜单元（141）上设有圆对称的锯齿（1411）结构。
7.根据权利要求1所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，所述第一透镜（3）为菲涅尔透镜。
8.根据权利要求1所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，还包括设于照明光源模块（1）两侧的散热器、以及与散热器对应设置的出风口和散热风扇。
9.根据权利要求8所述的一种亮度均匀的投影结构，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测照明光源模块（1）的温度。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及投影设备技术领域，特别是涉及一种亮度均匀的投影结构。
背景技术
申请号为201910074049.4的专利申请公开了一种新型自动对焦LED投影仪，包括壳体，所述壳体一端设有可调镜头，一侧内壁上设有LED灯，所述壳体内部位于可调镜头后端设有反光镜，所述反光镜一侧依次设有前菲涅尔透镜、LCD屏和后菲涅尔透镜，所述LCD屏端部设有散热风扇，所述LED灯上设有聚光散热光罩，所述聚光散热光罩与后菲尼尔透镜之间设有高硼硅散热放大镜，所述LED灯一侧设有散热器。该专利申请通过散热器、高硼硅散热放大镜，聚光散热光罩和散热风扇组成的冷却系统能够有效地改善产品的散热性能，通过可调镜头和齿轮微调电机在控制电路的配合下实现自动对焦。虽然解决投影仪的散热问题，但是在实际使用过程中发现通过LED灯、聚光散热光罩、高硼硅散热放大镜和后菲涅尔透镜组成的照明光源模块投射出的画面存在亮度不均匀、不清晰的问题，导致使用者观看不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种亮度均匀的投影结构。
为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：
一种亮度均匀的投影结构，包括照明光源模块，以及沿照明光源模块的光路方向依次设置的LCD屏、第一透镜、镜头或沿照明光源模块的光路方向依次设置的第一透镜、LCD屏、镜头，所述第一透镜用于会聚照明光源模块所发出的光线，所述照明光源模块包括基座、电路板、聚光透镜组和至少一层阵列透镜，所述基座内设有容置空间，所述电路板设于基座的容置空间的底部，所述电路板上设有复数个发光体，所述聚光透镜组设于容置空间内并位于电路板的上方，所述聚光透镜组包括复数个聚光透镜，所述聚光透镜与所述发光体一一对应设置，所述阵列透镜设于基座的容置空间的顶部并位于聚光透镜组的上方，所述阵列透镜包括复数个菲涅尔透镜单元，所述菲涅尔透镜单元与所述聚光透镜一一对应设置，且所述菲涅尔透镜单元剖面的锯齿高度小于50微米。
其中，复数个所述发光体分别被聚光透镜所包覆。
其中，所述聚光透镜为硅胶材料制成的透镜。
其中，所述菲涅尔透镜单元的外形呈正六角形，复数个所述菲涅尔透镜单元呈蜂窝状排列。
其中，所述菲涅尔透镜单元的外形呈矩形，复数个所述菲涅尔透镜单元呈矩阵排列或错位排列。
其中，所述菲涅尔透镜单元上设有圆对称的锯齿结构。
其中，所述第一透镜为菲涅尔透镜。
其中，还包括设于照明光源模块两侧的散热器、以及与散热器对应设置的出风口和散热风扇。
其中，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测照明光源模块的温度。
本实用新型的有益效果为：与现有的投影仪相比，本实用新型通过巧妙设计投影仪里的光源模块，使光源模块能够形成高亮度且亮度均匀的面光源，进而与LCD屏更匹配，从而达到提高画面四周的亮度，且亮度均匀，使投影出的画面更清晰、明亮。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的投影结构的结构示意图；
图2是本实用新型实施例一提供的照明光源模块的剖面图；
图3是本实用新型实施例一提供的照明光源模块使用正六角形菲涅尔透镜单元的结构示意图；
图4是本实用新型实施例一提供的照明光源模块使用矩形菲涅尔透镜单元矩阵排列时的结构示意图；
图5是本实用新型实施例一提供的照明光源模块使用矩形菲涅尔透镜单元错位排列时的结构示意图；
图6是本实用新型实施例一提供的照明光源模块的部分结构示意图；
图7是本实用新型实施例一提供的聚光透镜组的结构示意图；
图8是本实用新型实施例一提供的阵列透镜的菲涅尔透镜单元的结构说明图；
图9是图8中沿A-A方向的剖视图；
图10是本实用新型实施例二提供的投影结构的结构示意图；
附图标记说明：1-照明光源模块；11-基座；12-电路板；121-发光体；13-聚光透镜组；131-聚光透镜；14-阵列透镜；141-菲涅尔透镜单元；1411-锯齿；2-LCD屏；3-第一透镜；4-镜头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，并不是把本实用新型的实施范围局限于此。
实施例一：
如图1至图9所示，本实施例所述的一种亮度均匀的投影结构，包括照明光源模块1、沿照明光源模块1的光路方向依次设置的LCD屏2、第一透镜3和镜头4，所述第一透镜3用于会聚经过LCD屏2后的光线，所述照明光源模块1包括基座11、电路板12、聚光透镜组13和一层阵列透镜（Array lens）14，所述基座11内设有容置空间，所述电路板12设于基座11的容置空间的底部，所述电路板12上设有复数个发光体121，优选地，所述发光体121为白光发光二极管，发光亮度强，能将发出的光线向前射出，所述聚光透镜组13设于容置空间内并位于电路板12的上方，所述聚光透镜组13包括复数个聚光透镜131，所述聚光透镜131与所述发光体121一一对应设置，所述阵列透镜14设于基座11的容置空间的顶部并位于聚光透镜组13的上方，所述阵列透镜14包括复数个菲涅尔透镜单元141，所述菲涅尔透镜单元141与所述聚光透镜131一一对应设置，且所述菲涅尔透镜单元141剖面的锯齿1411高度小于50微米。
当然，本实施例中，可在照明光源模块1内设置两层或两层以上的阵列透镜14，两层或两层以上的阵列透镜14可进一步消除像差，并使各层阵列透镜14中的菲涅尔透镜单元14剖面的锯齿角度分布更为平缓，以便达到更好的均光效果，投影的亮度更均匀、清晰。
具体地，本实施例可设置发光体121、聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141的数量分别为16个，且16个发光体121分成3排，中间一排设置6个发光体121，其余两排的发光体121的数量均为5个，而聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141分别一一对应每个发光体121排列设置；而发光体121、聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141的数量还可分别设置32个或更多；本实施例中的发光体121、聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141的数量，可根据LCD屏2实际尺寸需求设置不同的数量以及排列方式；本实施例中的聚光透镜131可为塑料透镜，将各个聚光透镜131分别架设在发光体121之上，工作时，电路板12上的每个发光体121投射出光线，光线首先经过聚光透镜组13聚光，然后穿过阵列透镜14，被每一个菲涅尔透镜单元141聚光并将光源均匀化，仅有极少的光线散失，光线经过阵列透镜14后，平行投射出，形成高亮度且亮度均匀的面光源，面光源平行投射至LCD屏2上，经过LCD屏2后射入第一透镜3内，经过第一透镜3的会聚，优选地，第一透镜3为菲涅尔透镜，然后射入镜头4，从而形成亮度均匀且清晰的投影。
与现有的投影仪相比，本实施例设计的照明光源模块1能够形成高亮度且亮度均匀的面光源，进而与LCD屏2更匹配，从而达到提高画面四周的亮度，使投影出的画面更清晰、明亮。
为避免阵列透镜14中各透镜间不完美的接合而产生的阴影问题，本实施例采用菲涅尔透镜单元141组成阵列透镜14，因为菲涅尔透镜单元141为平面锯齿1411状结构，且菲涅尔透镜单元141剖面的锯齿1411高度小于50微米，这种微结构的生产，基本上是属于光敏材料涂布、曝光、转印成型的制程，与传统射出成型完全不同，因此不会因透镜件过大的高低落差而在成型时发生溢料，而导致有弧形接合问题，且现有模具工艺可将各个菲涅尔透镜单元141的拼接间隙控制在小于LCD屏2的一个像素以内，使接合处的阴影难以察觉，进而可达到高亮度及亮度均匀的面光源，使投影看起来更清晰、明亮。
基于上述实施例的基础上，进一步地，如图2和图6所示，复数个所述发光体121分别被聚光透镜131所包覆，使发光体121发出的光线完全经过聚光透镜131，增强光的亮度，优选地，所述聚光透镜131采用硅胶材料制成，利于聚光透镜131将发光体121完全包覆，使得发光体121与聚光透镜131完全密合，可靠性和发光效率更好。
基于上述实施例的基础上，进一步地，如图3、图6和图8所示，所述菲涅尔透镜单元141的外形呈正六角形，复数个所述菲涅尔透镜单元141呈蜂窝状排列，由于白光发光二极管为一小面积的朗伯特光源，其发光方位角呈圆对称关系，如图8所示，其中圆形虚线为白光发光二极管的有效光束范围，该正六角的菲涅尔透镜单元141能够涵盖住大部分的光源，这种正六角形结构是无缝密集排列方式中，集光效率最佳；设置正六角的菲涅尔透镜单元141，更接近白光发光二极管所发出的圆形光束范围，可因此进一步减少光源的散失，提高投影亮度。本实施例中，优选地，如图8和图9所示，所述菲涅尔透镜单元141上设有圆对称的锯齿1411结构，使光源亮度得以均匀分布于该菲涅尔透镜单元141表面，进一步缩小阵列透镜14的厚度。
相对于正六角形的菲涅尔透镜单元141，本实施例设计了另一种菲涅尔透镜单元141的结构，如图4和图5所示，将所述菲涅尔透镜单元141的外形设置成矩形，且复数个所述菲涅尔透镜单元141呈矩阵排列或错位排列；矩形的菲涅尔透镜单元141的集光效率虽不如正六角形的结构及排列方式，但矩阵排列方式的菲涅尔透镜单元141的整体外形容易与同为矩形的LCD屏2边缘相合，即产生的面光源能够接近LCD屏2的尺寸，进而大大提高画面四周的亮度，且亮度均匀；具体地，可设置发光体121、聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141的数量分别为15个，并等均分成三排排列，如图4所示，且矩形的菲涅尔透镜单元141的模具制作方便，价格低廉；另外为了避免矩形接合边界过长，拼接处的阴影易被察觉，如图5所示，还可将矩形的菲涅尔透镜单元141采取错位排列的方式，此时可将发光体121、聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141的数量分别设置为16个，且16个发光体121分成3排，中间一排设置6个发光体121，其余两排的发光体121的数量均为5个，而聚光透镜131、菲涅尔透镜单元141分别对应16个发光体121排列设置，可以解决矩阵排列方式的阴影易被察觉的问题；本实施例中，同样在矩形的菲涅尔透镜单元141上设置圆对称的锯齿1411结构，使光源亮度得以均匀分别与该菲涅尔透镜单元141表面，进一步缩小阵列透镜14的厚度。
基于上述实施例的基础上，还包括设于照明光源模块1两侧的散热器（图中并未显示）、以及与散热器对应设置的出风口（图中并未显示）和散热风扇（图中并未显示），能够有效降低照明光源模块1的温度，以便于投影能够长期工作；可根据实际设计需求，设置散热器、出风口、散热风扇的安装位置。本实施例中，进一步，还包括温度传感器（图中并未显示），所述温度传感器用于检测照明光源模块1的温度，根据温度传感器不断检测照明光源模块1的温度，避免照明光源模块1温度过高而导致损坏，结构更可靠。当然，还可在LCD屏2的一侧或两侧安装散热风扇，以便于降低LCD屏2的温度。
实施例二：
如图2至图10所示，本实施例与实施例一的区别在于，将LCD屏2与第一透镜3的位置对换，其他结构与实施例一相同，这里不再赘述；使用时，照明光源模块1形成高亮度且亮度均匀的面光源首先经过第一透镜3，然后被第一透镜3会聚，会聚后的面光源射入LCD屏2，然后经过LCD屏2后射入镜头4内，从而形成亮度均匀且清晰的投影。本实施例中，第一透镜3采用菲涅尔透镜。
与现有的投影仪相比，本实施例设计的照明光源模块1能够形成高亮度且亮度均匀的面光源，经过第一透镜3的会聚后，面光源完全射入LCD屏2上，从而达到提高画面四周的亮度，投影出的画面更清晰、明亮。
以上所述仅是本实用新型的一个较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本实用新型专利申请的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921152412.1
申请日:2019-07-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209805986U
授权时间:20191217
主分类号:H04N9/31
专利分类号:H04N9/31;G03B21/20
范畴分类:申请人:东莞广辰光电科技有限公司
第一申请人:东莞广辰光电科技有限公司
申请人地址:523000 广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区工业南路6号3栋401室
发明人:孙国魁;吕和
第一发明人:孙国魁
当前权利人:东莞广辰光电科技有限公司
代理人:齐海迪
代理机构:44429
代理机构编号:东莞卓为知识产权代理事务所(普通合伙) 44429
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计