專利名稱：液晶投影燈及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于播放彩色圖案的投影燈，特別涉及一種以LED為 光源的液晶投影燈。
背景技術(shù)：
目前市面主流的投影燈，比如ZL200720063414.4專利中的字畫投影燈， ZL0225620.2專利中的多彩組合投影燈，其大多采用光源照射幻燈片，通過 光學(xué)器件，直接照射到投影屏幕，又如ZL 99215584.3公開的彩色商標(biāo)投影 燈，或者干脆不需要光學(xué)器件，直接以光照射圖案，利用光線散射投影。也 有采用光源固定，幻燈片通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的方案來表達(dá)投影效果，如 ZL97237375.6專利的幻光投影燈。這些投影燈由于所采用的幻燈片是固定 的，故不能自動(dòng)播放幻燈片，無法表達(dá)豐富的變幻效果，其適用性很差。圖 1為現(xiàn)有投影燈的成像側(cè)視圖。如圖1所示，其光源2采用鹵素?zé)艋蚋邏汗?燈，由于光源2為非面形光源，需要采用反光碗1反射光源，通過隔熱玻璃 6，再經(jīng)聚光鏡7到后透鏡3，光線進(jìn)入液晶板9，經(jīng)過前透鏡4，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn) 三段投影鏡頭5，輸出到投影屏幕上，放大成像。由于一般幻燈片耐高溫能 力極差，同一燈片被持續(xù)照射時(shí)間不能超過一個(gè)小時(shí)，否則其投影畫面就會(huì) 因高溫而破壞；所以現(xiàn)有的投影燈既不能對彩色的幻燈片作長時(shí)間的投影， 也很少能自動(dòng)播放幻燈片的投影燈。其通常只能作為固定式播放幻燈片的投 影燈，顯然很難滿足目前的商業(yè)需求。
國外雖然也有采用小巧的色輪旋轉(zhuǎn)撥轉(zhuǎn)幻燈片的投影燈，然而其結(jié)構(gòu)過 于精細(xì)復(fù)雜，成本很高，且極易損壞。所以也存在一定局限性。
投影機(jī)雖然能滿足功能要求，然而其成本過高，單獨(dú)作為投光燈使用又過于浪費(fèi)。并且，大多數(shù)的投影機(jī)是采用金屬鹵素?zé)艋騏HP燈泡為光源的，
這些燈泡都在1000 2000元左右，而壽命僅2 3千小時(shí)，成本價(jià)格十分 曰蟲
卬貝o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的投影燈既不能對彩色 的幻燈片作長時(shí)間的投影，也很少能自動(dòng)播放幻燈片，或者雖能滿足功能要 求但成本卻很昂貴的缺陷，提供一種可以自動(dòng)連貫播放、且成本適中使用壽 命長的液晶投影燈及該投影燈的控制方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的 一種液晶投影燈， 其包括一光源、 一控制系統(tǒng)與含有一紅外光濾波片、 一聚光鏡、 一前透鏡、 一液晶板、 一后透鏡及一組投影鏡頭的一成像系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，其還包括:
一溫度檢測件，用于傳遞圖像信號(hào)的同時(shí)，采集該投影燈內(nèi)溫度信號(hào)并 傳給該控制系統(tǒng)；
一冷卻系統(tǒng)，其與該光源相連并設(shè)于該光源一側(cè)；
一對光線均化、準(zhǔn)直的楔形光管，該紅外光濾波片置于該楔形光管前， 該光源通過該楔形光管進(jìn)入該成像系統(tǒng)； 該光源為一組LED陣列；
該液晶板為一透光液晶板。
較佳地，該控制系統(tǒng)為一微處理器。該冷卻系統(tǒng)為一風(fēng)扇。該溫度檢測 件為一溫度傳感器。
較佳地，該微處理器為八位單片機(jī)、十六位單片機(jī)或ARM微處理器中 任意一種。
較佳地，上述的液晶投影燈還包括一基座，該LED光源按圓周陣列固 定于該基座上。
較佳地，上述的液晶投影燈還包括一 LED驅(qū)動(dòng)單元及一液晶驅(qū)動(dòng)單元，
5該LED驅(qū)動(dòng)單元設(shè)于該控制系統(tǒng)與該LED光源之間，用于驅(qū)動(dòng)該LED光 源點(diǎn)亮；該液晶驅(qū)動(dòng)單元設(shè)于該控制系統(tǒng)與該透光液晶板間，用于驅(qū)動(dòng)該透 光液晶板顯示。
較佳地，該楔形光管內(nèi)壁鍍有高反射膜。
本發(fā)明還提供一種用于上述的液晶投影燈的控制方法，其特點(diǎn)在于，其 包括以下步驟
Sp接通電源，啟動(dòng)該控制系統(tǒng)；
52、 掃描上位機(jī)輸入的圖像信號(hào)并進(jìn)行處理；
53、 同時(shí)采集溫度信號(hào)進(jìn)行比對處理；
54、 根據(jù)該溫度信號(hào)調(diào)整該冷卻系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，在步驟S4中根據(jù)該溫度信號(hào)調(diào)整該冷卻系統(tǒng)的步驟為-
541、 如果該溫度信號(hào)沒有超過預(yù)設(shè)的溫度警戒線，則發(fā)送該圖像數(shù)據(jù)至 該透光液晶板和LED光源，該冷卻系統(tǒng)為正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
542、 如果該溫度信號(hào)超過預(yù)設(shè)的溫度警戒線，則在發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到該透 光液晶板和LED光源的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)該冷卻系統(tǒng)加速運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于
1、 本發(fā)明的投影燈采用LED發(fā)光二極管作為光源，代替了常規(guī)鹵素?zé)簦?可以使投影燈的外觀做的很小巧，并且發(fā)熱量少。
2、 本發(fā)明以微處理器作為控制系統(tǒng)核心，增加了溫度信號(hào)檢測功能， 微處理器在接收上位機(jī)圖像信號(hào)的同時(shí)，采集投影燈內(nèi)溫度信號(hào)，對LED 光源、液晶驅(qū)動(dòng)單元、輔助系統(tǒng)的風(fēng)扇單元進(jìn)行控制。確保了投影燈在可控 的溫度范圍內(nèi)正常工作，避免了投影圖像失真，且延長了投影燈的投影時(shí)長。
3、 本發(fā)明投影燈不僅結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，使用便利，可長時(shí)間投影 彩色圖像，且可根據(jù)需要變化圖案色彩，延長了投影燈的使用壽命發(fā)，擴(kuò)展 了投影燈的應(yīng)用領(lǐng)域。
4、 本發(fā)明的投影燈使用壽命長，且紅綠藍(lán)LED發(fā)光體按照時(shí)間順序輪
6流發(fā)光，等效于色輪分色，而其速度可以達(dá)到相當(dāng)于48倍速色輪的范圍， 彩虹現(xiàn)象大幅減少，并且也沒有色輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的噪聲。


圖1為現(xiàn)有投影燈的成像側(cè)視圖。
圖2為本發(fā)明液晶投影燈較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明液晶投影燈較佳實(shí)施例的LED陣列布置圖。
圖4為本發(fā)明的液晶投影燈較佳實(shí)施例的成像系統(tǒng)側(cè)視圖。
圖5為本發(fā)明液晶投影燈較佳實(shí)施例的信號(hào)控制框圖。
圖6為本發(fā)明液晶投影燈較佳實(shí)施例的控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 如圖2 圖4所示，本發(fā)明提供的是一種使用壽命長，可以自動(dòng)播放圖 像且成本適中的液晶投影燈，其包括一組由若干紅綠藍(lán)LED21發(fā)光體組成 的LED陣列光源2; —以微處理器31為核心的控制系統(tǒng)3、 一與該光源2 相連并設(shè)于該LED光源2 —側(cè)的冷卻系統(tǒng)6、 一溫度檢測件5及一成像系統(tǒng) 4。成像系統(tǒng)4由一紅外光濾波片9、 一楔形光管8、 一聚光鏡44、 一前透鏡 42、 一透光液晶板43、 一后透鏡41及一組三段投影鏡頭45等組成，該透光 液晶板43設(shè)于該前透鏡42與后透鏡41之間。其中紅外光濾波片9置于楔 形光管8的前面，光源2通過楔形光管8進(jìn)入成像系統(tǒng)4。本發(fā)明的透光液 晶板43為可根據(jù)控制系統(tǒng)3傳遞的圖像信息實(shí)時(shí)顯示，投影圖案豐富可變。 根據(jù)不同的客戶，只要更改儲(chǔ)存的圖案信息則可以滿足投影變化的要求。本 實(shí)施例中的冷卻系統(tǒng)6可以是一風(fēng)扇61。溫度檢測件5為一溫度傳感器。微 處理器31可以是八位單片機(jī)、十六位單片機(jī)或ARM微處理器中任意一種。 其中，單片機(jī)的型號(hào)可以是8051、 51 、 96 、 X86 、 8088 、 Z80 、 DSP等。ARM微控制器，即Advanced RISC Machines公司生產(chǎn)的微處理器，
如圖2 圖5所示，本發(fā)明的液晶投影燈還具有溫度信號(hào)檢測功能，即 在通過網(wǎng)絡(luò)接口接收上位機(jī)7傳遞的圖像信號(hào)的同時(shí)，還可以采集投影燈內(nèi) 溫度信號(hào)，對LED光源2、液晶驅(qū)動(dòng)單元46、風(fēng)扇61進(jìn)行控制。通過溫度 監(jiān)控，能保證液晶投影燈在可控的溫度范圍內(nèi)正常工作，使得投影圖像不容 易失真，且增加了液晶投影燈使用壽命。微處理器31可對光源2輸出進(jìn)行 控制，對液晶顯示及成像變換進(jìn)行控制和液晶驅(qū)動(dòng)控制、成像變換。微處理 器31分別連接有一 LED驅(qū)動(dòng)單元22及一液晶驅(qū)動(dòng)單元46。該LED驅(qū)動(dòng)單 元22設(shè)于微處理器31與該LED光源2之間，用于驅(qū)動(dòng)該LED光源2點(diǎn)亮； 該液晶驅(qū)動(dòng)單元46設(shè)于微處理器31與透光液晶板43間，用于驅(qū)動(dòng)透光液 晶板43顯示。
如圖4所示，楔形光管8前安裝有紅外光濾波片9，將光線的有害成分 盡量濾掉，有效降低對高透光液晶板43的損害程度。楔形光管8內(nèi)壁鍍有 高反射膜，且楔形光管8為開口小，出口大的楔形結(jié)構(gòu)。當(dāng)發(fā)散光線進(jìn)入楔 形光管8中時(shí)，利用楔形光管8周壁對光線的多次反射，可以對光束的強(qiáng)度 和顏色起到均化，可對光束起到近乎準(zhǔn)直作用，增加投影的亮度和減少雜亂 光線對投影圖像的干擾。當(dāng)LED光源2發(fā)射的光，經(jīng)過紅外濾波片9進(jìn)入 楔形光管8，光束經(jīng)過楔形光管8的多次反射均化、準(zhǔn)直后，通過聚光鏡44， 形成了一形狀、大小與高透光液晶板43成比例的光斑，經(jīng)過后透鏡41的折 射，充分照射到透光液晶板43上，附帶上圖像信息，經(jīng)過前透鏡42，進(jìn)入 標(biāo)準(zhǔn)三段投影鏡頭45，然后輸出到投影屏幕上，放大成像。
如圖3所示，采用六枚小功率的LED21彼此間隔60度固定在基座1上， 為液晶投影燈提供光源。這種圓周陣列布局，可以使LED21的發(fā)熱量均勻 分布，加上風(fēng)扇61通風(fēng)，可以保證LED光源2在四十度溫度以內(nèi)正常工作。 而且小功率多數(shù)量的LED21布局，不僅滿足散熱要求，而且可以提高LED 光源2的總體照射強(qiáng)度，增加投影亮度。由圖3可以看出，LED21發(fā)射的光源2與投影鏡頭45保持直線性，就最大量的減少了光線損失，提高了發(fā)光 強(qiáng)度及光線的利用效率。
圖5為本發(fā)明液晶投影燈的信號(hào)控制框圖。上位機(jī)7處理過的圖像信號(hào) 通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到微處理31，微處理器31 —方面接收上位的圖像信號(hào)進(jìn) 行處理，并把處理后的數(shù)據(jù)傳送給液晶驅(qū)動(dòng)單元46和LED驅(qū)動(dòng)單元22;另 一方面實(shí)時(shí)采集投影等的溫度信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算后，反饋輸出風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元62 控制風(fēng)扇61轉(zhuǎn)速。同時(shí)微處理器31還可以不和上位機(jī)7進(jìn)行通信，單獨(dú)顯 示固定的圖像信息。其中，LED21顯示方案可以根據(jù)客戶或現(xiàn)場實(shí)際需要， 對LED驅(qū)動(dòng)單元22進(jìn)行控制，使LED光源2表現(xiàn)出跳變，漸進(jìn)等效果。 另外，需要重點(diǎn)指出的是，如果對LED21陣列同時(shí)上電全亮勢必會(huì)給系統(tǒng) 帶來較大的沖擊，在本發(fā)明中，采用控制LED21逐行點(diǎn)亮乃至全亮的技術(shù) 手段，可減少對系統(tǒng)的沖擊。
如圖5所示，液晶驅(qū)動(dòng)單元46通過專用電源，在其接受信號(hào)驅(qū)動(dòng)液晶 顯示的同時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)單元22也接受到信號(hào)來驅(qū)動(dòng)LED21顯示圖像。本實(shí) 施例中的LED21是逐行點(diǎn)亮，以減小對整體系統(tǒng)的沖擊。而風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元 62接受到微處理器31發(fā)來的控制信號(hào)，可調(diào)整風(fēng)扇61轉(zhuǎn)速，以滿足LED21 散熱的需要。本實(shí)施例中的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)單元62和LED驅(qū)動(dòng)單元22可以共用 一個(gè)電源，也可各自為單獨(dú)電源。
圖6表示了本發(fā)明的液晶投影燈的控制方法流程圖。參照圖2、圖5， 如圖6所示，本本發(fā)明的液晶投影燈的控制流程如下
步驟IOO,流程開始，接通電源，啟動(dòng)微處理器31;
步驟IOI，掃描上位機(jī)7比如計(jì)算機(jī)，給的信號(hào)并進(jìn)行處理。
如果有信號(hào)，則進(jìn)入步驟102，微處理器31對上位機(jī)7信號(hào)進(jìn)行處理， 同時(shí)采集溫度信號(hào)進(jìn)行處理。若超過溫度警戒線，則進(jìn)入步驟104:即微處 理器31將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶驅(qū)動(dòng)單元46和LED驅(qū)動(dòng)單元22，并加速風(fēng) 扇61運(yùn)轉(zhuǎn)。若未超過溫度警戒線，則進(jìn)入步驟105:即微處理器31將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶驅(qū)動(dòng)單元46和LED驅(qū)動(dòng)單元22，保持風(fēng)扇61正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果沒有信號(hào)，則進(jìn)入歩驟103:即采用微處理器31默認(rèn)的顯示數(shù)據(jù)， 采集溫度信號(hào)進(jìn)行以下比對處理
在默認(rèn)的顯示數(shù)據(jù)下，如果采集的溫度信號(hào)超過溫度警戒線，則進(jìn)入步 驟106:即微處理器31將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶驅(qū)動(dòng)單元46和LED驅(qū)動(dòng)單元 22，并加速風(fēng)扇61運(yùn)轉(zhuǎn)。
默認(rèn)的顯示數(shù)據(jù)下如果采集的溫度信號(hào)未超過溫度警戒線，則進(jìn)入步驟 105:即微處理器31將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶驅(qū)動(dòng)單元46和LED驅(qū)動(dòng)單元22， 風(fēng)扇61保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
執(zhí)行步驟104、 105、 106之后均執(zhí)行步驟107:關(guān)機(jī)，最后執(zhí)行歩驟108: 結(jié)束。
本發(fā)明的液晶投影燈在工作過程中，不斷掃描溫度信號(hào)與預(yù)設(shè)的溫度警 戒線進(jìn)行對比，看是否超過溫度警戒線，并相應(yīng)調(diào)整風(fēng)扇61的運(yùn)轉(zhuǎn)速率， 促使系統(tǒng)保持合理的工作溫度，從而延長投影燈的使用時(shí)長。
本發(fā)明的液晶投影燈采用LED21發(fā)光二極管作為光源2，相對采用傳統(tǒng) 光源的投影燈來說，可謂好處多多
一、 使投影燈外觀做的很小巧。由于LED21陣列組成面光源2，去除了 反光碗，而且LED21體積遠(yuǎn)小于常規(guī)燈，并且發(fā)熱量少，可以使散熱系統(tǒng) 做的小巧或干脆不需要散熱系統(tǒng)。
二、 開關(guān)機(jī)迅速LED21不需要燈泡的預(yù)熱時(shí)間，因此可以做到開機(jī)即 亮，且無需等待關(guān)機(jī)散熱，避免了采用高壓水銀燈泡因關(guān)閉后不能馬上撤去 散熱氣流而弓i爆炸燈的危險(xiǎn)。
三、 使用壽命長發(fā)光二極管的壽命有幾萬小時(shí)，相比高壓水銀燈的2000
一3000小時(shí)壽命要長許多，可以在數(shù)年時(shí)間里無需考慮更換燈泡所付出的成 本。
此外，本發(fā)明的液晶投影燈的控制系統(tǒng)3，以微處理器31為核心，增加
10了溫度信號(hào)檢測功能，能保證投影燈在四十度以下的溫度范圍內(nèi)正常工作， 避免投影圖像失真，且延長了投影燈的使用壽命，擴(kuò)展了投影燈的應(yīng)用范圍。 雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這 些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求 書限定。
權(quán)利要求
1、一種液晶投影燈，其包括一光源、一控制系統(tǒng)與含有一紅外光濾波片、一聚光鏡、一前透鏡、一液晶板、一后透鏡及一組投影鏡頭的一成像系統(tǒng)，其特征在于，其還包括一溫度檢測件，用于傳遞圖像信號(hào)的同時(shí)，采集該投影燈內(nèi)溫度信號(hào)并傳給該控制系統(tǒng)；一冷卻系統(tǒng)，其與該光源相連并設(shè)于該光源一側(cè)；一對光線均化、準(zhǔn)直的楔形光管，該紅外光濾波片置于該楔形光管前，該光源通過該楔形光管進(jìn)入該成像系統(tǒng)；該光源為一組LED陣列；該液晶板為一透光液晶板。
2、 如權(quán)利要求1所述的液晶投影燈，其特征在于，該控制系統(tǒng)為一微 處理器。
3、 如權(quán)利要求2所述的液晶投影燈，其特征在于，該微處理器為八位 單片機(jī)、十六位單片機(jī)或ARM微處理器中任意一種。
4、 如權(quán)利要求1所述的液晶投影燈，其特征在于，該冷卻系統(tǒng)為一風(fēng)扇°
5、 如權(quán)利要求1所述的液晶投影燈，其特征在于，該溫度檢測件為一 溫度傳感器。
6、 如權(quán)利要求1所述的液晶投影燈，其特征在于，其還包括一基座， 該LED光源按圓周陣列固定于該基座上。
7、 如權(quán)利要求1所述的液晶投影燈，其特征在于，其還包括一LED驅(qū) 動(dòng)單元及一液晶驅(qū)動(dòng)單元，該LED驅(qū)動(dòng)單元設(shè)于該控制系統(tǒng)與該LED光源 之間，用于驅(qū)動(dòng)該LED光源點(diǎn)亮；該液晶驅(qū)動(dòng)單元設(shè)于該控制系統(tǒng)與該透 光液晶板間，用于驅(qū)動(dòng)該透光液晶板顯示。
8、 如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的液晶投影燈，其特征在于，該楔形光管內(nèi)壁鍍有高反射膜。
9、 一種用于權(quán)利要求1的液晶投影燈的控制方法，其特征在于，其包 括以下步驟51、 接通電源，啟動(dòng)該控制系統(tǒng)；52、 掃描上位機(jī)輸入的圖像信號(hào)并進(jìn)行處理；53、 同時(shí)采集溫度信號(hào)進(jìn)行比對處理；54、 根據(jù)該溫度信號(hào)調(diào)整該冷卻系統(tǒng)。
10、 如權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，在步驟S4中根據(jù)該溫 度信號(hào)調(diào)整該冷卻系統(tǒng)的步驟為541、 如果該溫度信號(hào)沒有超過預(yù)設(shè)的溫度警戒線，則發(fā)送該圖像數(shù)據(jù)至 該透光液晶板和LED光源，該冷卻系統(tǒng)為正常運(yùn)轉(zhuǎn)；542、 如果該溫度信號(hào)超過預(yù)設(shè)的溫度警戒線，則在發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到該透 光液晶板和LED光源的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)該冷卻系統(tǒng)加速運(yùn)轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種投影燈及其控制方法，該投影燈包括一LED陣列光源、一控制系統(tǒng)與含有一紅外光濾波片、一聚光鏡、一前透鏡、一透光液晶板、一后透鏡及一組投影鏡頭的一成像系統(tǒng)、一采集該投影燈內(nèi)溫度信號(hào)的溫度檢測件、一冷卻系統(tǒng)、一對光線均化、準(zhǔn)直的楔形光管，該紅外光濾波片置于該楔形光管前，該光源通過該楔形光管進(jìn)入該成像系統(tǒng)；該控制方法為先接通電源，啟動(dòng)該控制系統(tǒng)；掃描上位機(jī)輸入的圖像信號(hào)并進(jìn)行處理；同時(shí)采集溫度信號(hào)進(jìn)行比對處理；根據(jù)該溫度信號(hào)調(diào)整該冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明的投影燈造價(jià)低廉、使用靈活方便，不僅可長時(shí)間投影彩色圖像，可變化圖案色彩，還延長了投影燈的使用壽命，擴(kuò)展了投影燈的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101493635SQ20081020734
公開日2009年7月29日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者彬 曾, 李英遠(yuǎn), 王德林 申請人:上海廣茂達(dá)燈光景觀工程有限公司