一种高均匀性LCD照明系统技术方案

本发明专利技术涉及LCD照明相关技术领域，公开了一种高均匀性LCD照明系统，本发明专利技术通过分光片的设置，使得分光片可以将部分直射向LCD显示屏中部的小角度光线偏折向反光杯，从而降低LCD显示屏中部的亮度，提升LCD显示屏边缘部分的亮度，进而整体提升LCD显示屏的光照均匀性，使投影仪在相同条件下，亮度更高，同时也可以避免LCD显示屏中心温度过高，提高散热效果，从而提升产品性能，提高用户体验。提高用户体验。提高用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种高均匀性LCD照明系统


[0001]本专利技术涉及LCD照明相关
，具体为一种高均匀性LCD照明系统。

技术介绍

[0002]单片式液晶显示投影仪是一种使用液晶技术将图像投影在屏幕或其他表面上的设备，它使用液晶面板作为图像源，通过光源和光学系统将图像放大并投影出来，单片式LCD投影仪相对于其他类型的投影仪而言，具有尺寸小巧、显示效果良好、易于操作、价格较低等优势。
[0003]目前单片式LCD投影仪的照明光路中，通常采用锥形光杯收光，这种照明方式使用锥形光杯来收集和控制光线，以确保光线能够准确照射到LCD液晶屏上，然而，由于光线的反射过程中的能量损失，以及光源本身的非均匀性，导致在液晶屏上形成照度分布不均匀的现象，具体表现为中心亮，边缘暗，严重影响投影仪最终的显示效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高均匀性LCD照明系统，以解决上述
技术介绍
提出的目前单片式LCD投影仪的照明系统导致在液晶屏上形成照度分布不均匀的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高均匀性LCD照明系统，包括LED光源，所述LED光源固定在LED散热器上，所述LED光源前方设置有具有收集和控制光线功能的反光杯，反光杯内于LED光源前方设置有分光片，所述反光杯前方设置有第一菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜后依次排列有反射型偏振偏光片、LCD显示屏和第二菲涅尔透镜，所述第二菲涅尔透镜前方设置有镜头。
[0006]进一步地，所述分光片位于反光杯的中心处，将LED光源射出的光线均匀分成两部分。
[0007]进一步地，所述分光片包括四种类型，分别为表面分散型分光片、表面反射扩散型分光片、表面投射全内反射型分光片和表面透射扩散型分光片。
[0008]进一步地，所述表面分散型分光片的截面呈倒三角形，所述表面分散型分光片的尖端指向LED光源的中心，所述表面反射型分光片左右两侧对光线全反射。
[0009]进一步地，所述表面反射扩散型分光片呈薄片状，且竖立在LED光源前部近处，将反光杯内部空间均匀分隔为两部分，所述反射扩散型分光片两侧面涂覆有漫反射性质的涂层。
[0010]进一步地，所述表面投射全内反射型分光片的截面呈正三角形，且所述投射全内反射型分光片的底面与LED光源平行，所述表面投射全内反射型分光片的两侧面涂覆有折射率调控涂层。
[0011]进一步地，所述表面透射扩散型分光片呈透明薄片状，所述表面透射扩散型分光片两侧均涂覆有透光散射涂层。
[0012]进一步地，所述第二菲涅尔透镜和镜头之间设置有反射镜，所述反光杯、第一菲涅
尔透镜、反射型偏振偏光片、LCD显示屏和第二菲涅尔透镜位于同一轴线上。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过分光片的设置，使得分光片可以将部分直射向LCD显示屏中部的小角度光线偏折向反光杯，从而降低LCD显示屏中部的亮度，提升LCD显示屏边缘部分的亮度，进而整体提升LCD显示屏的光照均匀性，使投影仪在相同条件下，亮度更高，同时也可以避免LCD显示屏中心温度过高，提高散热效果，从而提升产品性能，提高用户体验。
附图说明
[0014]图1为本专利技术LCD照明系统直投式结构示意图；图2为本专利技术LCD照明系统立式结构示意图；图3为本专利技术LCD照明系统卧式结构示意图；图4为本专利技术LCD照明系统平面示意图；图5为本专利技术表面反射型分光片结构示意图；图6为本专利技术表面反射扩散型分光片结构示意图；图7为本专利技术表面透射全内反射型分光片结构示意图；图8为本专利技术表面透射扩散型分光片结构示意图；图9为LCD显示屏照度总分布图；图10为直射光在LCD显示屏上的照度分布图；图11为反射光在LCD显示屏上的照度分布图。
[0015]图中标号：1、LED光源；2、LED散热器；3、反光杯；4、分光片；401、表面反射型分光片；402、表面反射扩散型分光片；403、表面透射全内反射型分光片；404、表面透射扩散型分光片；5、第一菲涅尔透镜；6、反射型偏振偏光片；7、LCD显示屏；8、第二菲涅尔透镜；9、反射镜；10、镜头。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图对本专利技术作详细描述。
[0018]请参阅图1和图4，一种高均匀性LCD照明系统，包括LED光源1，LED光源1固定在LED散热器2上，LED光源1前方设置有具有收集和控制光线功能的反光杯3，反光杯3内于LED光源1前方不远处设置有调整亮度分布的分光片4。反光杯3前方设置有第一菲涅尔透镜5，用于聚焦和调整来自LED光源的光线，使其更加均匀地照射到后续元件上。而后依次排列有反射型偏振偏光片6、LCD显示屏7和第二菲涅尔透镜8，第二菲涅尔透镜8前方设置有镜头10。其中，反射型偏振偏光片6的作用是选择性地过滤掉其中一种偏振态的光线，并使通过的光线具有所需的偏振特性。LCD显示屏7根据输入信号的变化调整液晶单元的透明度，从而控制光线的通过或阻挡，实现图像显示。第二菲涅尔透镜8于调整通过液晶显示屏的光线，使其更加均匀，并将光线聚焦到后续的元件上。镜头10用于进一步聚焦和调整光线，以便将图
像投射到屏幕上，获得清晰的投影效果，镜头的设计使得投射的图像具有所需的焦距和放大倍数，以适应特定的投影距离和屏幕大小。
[0019]由于光线的反射过程中的能量损失，以及光源本身的非均匀性，导致在液晶屏上形成照度分布不均匀的现象。如图9所示，具体表现为中心亮，边缘暗。
[0020]通常LED光源1发出的光呈朗伯分布，根据朗伯定律，光线在垂直于表面方向上的照度与入射角度无关，而在其他方向上的照度与入射角度成正比。具体而言照度分布可以用朗伯余弦公式来表示：E = E0×
cos(θ)其中，E是特定方向上的照度，E0是垂直于表面的照度，θ是入射角度，即入射光线与法线之间的角度。
[0021]这个公式表示，特定方向上的照度与垂直方向上的照度成正比，比例因子是入射角度的余弦值。因此，当入射角度为0度时光线垂直于表面，照度最大，等于垂直方向上的照度E0；而当入射角度为90度时光线平行于表面，照度为0。因此光杯模型可以分为两个部分，如图10所示，LED光源1发出的光其中出射角小于反光杯3锥角部分的小角度光将直接照射到LCD显示屏7，该部分光相对于LCD显示屏7位于正中心照射，因此根据朗伯余弦定律这部分光在LCD显示屏7上呈中心强四周弱的照度分布。
[0022]如图11所示，大角度光将通过反光杯3反射后再照射到LCD显示屏7，反射部分光线可以在几何上等效为其镜像的虚拟光源直接出射的光线，因此朗伯余弦定律该部分光强在LCD显示屏7上呈靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高均匀性LCD照明系统，包括LED光源（1），其特征在于：所述LED光源（1）固定在LED散热器（2）上，所述LED光源（1）前方设置有具有收集和控制光线功能的反光杯（3），反光杯（3）内于LED光源（1）前方设置有分光片（4），所述反光杯（3）前方设置有第一菲涅尔透镜（5），所述第一菲涅尔透镜（5）后依次排列有反射型偏振偏光片（6）、LCD显示屏（7）和第二菲涅尔透镜（8），所述第二菲涅尔透镜（8）前方设置有镜头（10）。2.根据权利要求1所述的一种高均匀性LCD照明系统，其特征在于：所述分光片（4）位于反光杯（3）的中心处，将LED光源（1）射出的光线均匀分成两部分。3.根据权利要求1所述的一种高均匀性LCD照明系统，其特征在于：所述分光片（4）包括四种类型，分别为表面分散型分光片（401）、表面反射扩散型分光片（402）、表面投射全内反射型分光片（403）和表面透射扩散型分光片（404）。4.根据权利要求3所述的一种高均匀性LCD照明系统，其特征在于：所述表面分散型分光片（401）的截面呈倒三角形，所述表面分散型分光片（401）的尖端指向LED光源（1）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，吴波勇，
申请(专利权)人：深圳怡趣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：