本发明涉及投影,尤其涉及一种反光杯及投影设备。
背景技术:
1、液晶投影设备基于液晶显示(liquid crystal display,简称lcd)技术,将光源出射的光束投射到液晶显示面板上产生显示图像,显示图像经投影镜头成像于一定距离处供人观看。可见,投射到液晶显示面板上的光斑的均匀性是决定成像质量的重要因素。
2、由于发光二极管(light emitting diode,简称led)具有环保、成本低等特点,lcd投影设备通常采用led作为光源。led光源是朗伯光源,其出射光束的发散角度较大,且小角度出光强度较大而大角度出光强度较低,会导致光线利用率较低和照射到液晶显示面板上的光斑均匀度较低等问题,因此需要对led光源的出射光束进行收束。目前常用于收束的器件包括透镜和反光杯两种,其中,反光杯的成本和加工难度相对较低,应用更为广泛。
3、图1为传统的反光杯的结构示意图,如图1所示,传统的反光杯为横截面积逐渐增大的杯状结构,光源1出射的光束由反光杯2的入光口in入射至反光杯2的内部,其中部分光线(例如图1中用虚线表示的光线)直接由反光杯2的出光口out出射,而另一部分光线(例如图1中用实线表示的光线)在反光杯2的内壁被反射出射,从而由出光口out出射的光束的发散角度相较于led光源出射的光束具有更小的发散角度,即led光源出射的光线经反光杯的反射后被汇聚和准直,这样有利于提高入射至液晶显示面板的光斑的均匀性。
4、随着投影机朝向小型化发展,需要减小反光杯高度来缩小投影设备的整体体积。然而反光杯高度的减少会导致多数的光线无法经过反光杯的内壁反射进行准直,导致投射至液晶显示面板的光斑均匀性降低,同时,一些大角度的边缘光线可能会经投影设备壳体的反射形成杂散光,影响用户的观看体验,可见,传统的反光杯无法兼顾小型化设计和投影光束均匀性的要求。
技术实现思路
1、本发明提供了一种反光杯及投影设备,用以实现小型化设计的同时增大投影光束的均匀性。
2、第一方面,本发明提供一种反光杯,所述反光杯的入光口和出光口之间包括至少两个反光杯段,所述反光杯段由多个反光平面围合而成;不同的所述反光杯段中相接的两个反光平面的倾斜程度不同。
3、本发明的一些实施例中,所述反光杯包括第一反光杯段和第二反光杯段,所述第一反光杯段位于靠近所述入光口的一侧,所述第二反光杯段位于靠近所述出光口的一侧;
4、所述第一反光杯段由多个第一反光平面围合而成,所述第二反光杯段由多个第二反光平面围合而成;每个所述第一反光平面与一个所述第二反光平面相接,所述第一反光平面与所述入光口所在平面的夹角大于所述第二反光平面与所述入光口所在平面的夹角。
5、本发明的一些实施例中,所述第一反光杯段在所述反光杯的光轴方向上的高度为第一高度,所述第二反光杯段在所述反光杯的光轴方向上的高度为第二高度,所述第一高度大于所述第二高度。
6、本发明的一些实施例中,所述第一反光杯段由两个具有第一面积的第一反光平面以及两个具有第二面积的第一反光平面围合而成,所述第一面积小于所述第二面积,具有相同面积的第一反光平面关于所述反光杯的光轴对称;
7、所述第二反光杯段由两个具有第三面积的第二反光平面以及两个具有第四面积的第二反光平面围合而成,所述第三面积小于所述第四面积,具有相同面积的第二反光平面关于所述反光杯的光轴对称;
8、所述具有第一面积的第一反光平面与所述具有第三面积的第二反光平面相接,所述具有第二面积的第一反光平面与所述具有第四面积的第二反光平面相接。
9、本发明的一些实施例中,所述具有第一面积的第一反光平面与所述具有第三面积的第二反光平面满足如下关系:
10、1.1≤|k1|≤1.6;
11、1.78≤|k2|≤2.08;
12、其中,k1表示所述具有第一面积的第一反光平面相对于所述入光口所在平面的斜率,k2表示所述具有第三面积的第二反光平面相对于所述入光口所在平面的斜率。
13、本发明的一些实施例中,所述具有第二面积的第一反光平面与所述具有第四面积的第二反光平面满足如下关系:
14、0.3≤|k3|≤0.4;
15、0.6≤|k4|≤0.7;
16、其中,k3表示所述具有第二面积的第一反光平面相对于所述入光口所在平面的斜率,k4表示所述具有第四面积的第二反光平面相对于所述入光口所在平面的斜率。
17、本发明的一些实施例中,所述第一高度与所述第二高度的比值大于或等于12。
18、本发明的一些实施例中,所述反光杯在光轴方向上的高度大于或等于60mm,所述反光杯在光轴方向上的高度小于或等于65mm。
19、第二方面,本发明提供一种投影设备,所述投影设备包括光源、液晶显示面板和第一方面中任一实施例所述的反光杯;所述反光杯位于所述光源和所述液晶显示面板之间,所述光源位于靠近所述反光杯的入光口的一侧,所述液晶显示面板位于靠近所述反光杯的出光口的一侧。
20、本发明的一些实施例中,所述反光杯的出光口在所述液晶显示面板上的正投影覆盖所述显示面板的显示区。
21、本发明的一些实施例中,所述反光杯的出光口的形状与所述液晶显示面板的显示区的形状相同。
22、本发明的一些实施例中,所述光源包括发光器件和透镜,所述透镜覆盖所述发光器件,用于将所述发光器件出射的光束收束后出射至所述反光杯内部。
23、本发明的一些实施例中,所述投影设备还包括五角棱镜和投影镜头,所述五角棱镜位于所述液晶显示面板和所述投影镜头之间的光路上,所述液晶显示面板出射的光线在所述五角棱镜内部经多次反射后出射向所述投影镜头出射。
24、本发明的一些实施例中,所述五角棱镜包括入光面和出光面、两个反光面以及一个连接面,所述入光面和所述出光面相接且相互垂直,所述两个反光面分别与所述入光面和所述出光面相接,且所述两个反光面呈设定夹角设置,所述连接面连接所述两个反光面;
25、所述液晶显示面板出射的光线由所述入光面入射至所述五角棱镜内部,在所述五角棱镜内部经所述两个反光面反射后由所述出光面出射至所述投影镜头。
26、本发明有益效果如下:
27、本发明提供一种反光杯及投影设备,其中,反光杯的入光口和出光口之间包括至少两个反光杯段,反光杯段由多个反光平面围合而成;不同的反光杯段中相接的两个反光平面的倾斜程度不同。相对更靠近出光口一侧的反光杯段可以对原本可能从出光口以大角度出射的光线进行反射,使其以更小的角度出射,从而达到汇聚光束和提高光束准直度的效果,进而使反光杯出射的光束投射至液晶显示面板上的光斑可以具有更好的均匀性,有利于提高投影画面的画质。
1.一种反光杯,其特征在于,所述反光杯的入光口和出光口之间包括至少两个反光杯段,所述反光杯段由多个反光平面围合而成;不同的所述反光杯段中相接的两个反光平面的倾斜程度不同。
2.如权利要求1所述的反光杯,其特征在于,所述反光杯包括第一反光杯段和第二反光杯段,所述第一反光杯段位于靠近所述入光口的一侧,所述第二反光杯段位于靠近所述出光口的一侧;
3.如权利要求2所述的反光杯,其特征在于,所述第一反光杯段在所述反光杯的光轴方向上的高度为第一高度,所述第二反光杯段在所述反光杯的光轴方向上的高度为第二高度,所述第一高度大于所述第二高度。
4.如权利要求2所述的反光杯,其特征在于,所述第一反光杯段由两个具有第一面积的第一反光平面以及两个具有第二面积的第一反光平面围合而成,所述第一面积小于所述第二面积,具有相同面积的第一反光平面关于所述反光杯的光轴对称;
5.如权利要求4所述的反光杯,其特征在于,所述具有第一面积的第一反光平面与所述具有第三面积的第二反光平面满足如下关系:
6.如权利要求4所述的反光杯,其特征在于,所述具有第二面积的第一反光平面与所述具有第四面积的第二反光平面满足如下关系:
7.如权利要求3所述的反光杯,其特征在于,所述第一高度与所述第二高度的比值大于或等于12。
8.如权利要求7所述的反光杯,其特征在于,所述反光杯在光轴方向上的高度大于或等于60mm,所述反光杯在光轴方向上的高度小于或等于65mm。
9.一种投影设备,其特征在于,所述投影设备包括光源、液晶显示面板和如权利要求1-8任一项所述的反光杯;所述反光杯位于所述光源和所述液晶显示面板之间,所述光源位于靠近所述反光杯的入光口的一侧,所述液晶显示面板位于靠近所述反光杯的出光口的一侧。
10.如权利要求9所述的投影设备,其特征在于,所述反光杯的出光口在所述液晶显示面板上的正投影覆盖所述显示面板的显示区。
11.如权利要求10所述的投影设备,其特征在于,所述反光杯的出光口的形状与所述液晶显示面板的显示区的形状相同。
12.如权利要求9所述的投影设备,其特征在于,所述光源包括发光器件和透镜,所述透镜覆盖所述发光器件,用于将所述发光器件出射的光束收束后出射至所述反光杯内部。
13.如权利要求9-12任一项所述的投影设备,其特征在于,所述投影设备还包括五角棱镜和投影镜头,所述五角棱镜位于所述液晶显示面板和所述投影镜头之间的光路上,所述液晶显示面板出射的光线在所述五角棱镜内部经多次反射后出射向所述投影镜头出射。
14.如权利要求13所述的投影设备,其特征在于,所述五角棱镜包括入光面和出光面、两个反光面以及一个连接面,所述入光面和所述出光面相接且相互垂直,所述两个反光面分别与所述入光面和所述出光面相接,且所述两个反光面呈设定夹角设置,所述连接面连接所述两个反光面;
