CN112505967B - 光学透镜、补光装置和液晶显示模组 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光学透镜、补光装置和液晶显示模组,光学透镜用于对反射式液晶显示屏进行补光,光学透镜呈长条状,光学透镜包括出光侧,出光侧沿光学透镜的宽度方向的一端至另一端设置有多个直角锯齿结构,多个直角锯齿结构各自的斜面与光学透镜的宽度方向的夹角沿该宽度方向依次增大。通过在光学透镜的出光侧设置多个直角锯齿结构,且多个直角锯齿结构各自的斜面与光学透镜的宽度方向的夹角沿该宽度方向依次增大,由此,使得光学透镜可以靠近设置在反射式液晶显示屏的一侧,且补光光线经过多个直角锯齿结构后,能够照射至反射式液晶显示屏的不同位置,从而改善现有技术中无法实现近距离均匀补光的问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,具体而言,涉及一种光学透镜、补光装置和液晶显示模组。
背景技术
反射式液晶显示屏是在液晶屏幕的底部增加反射层,将透过液晶屏幕的光线反射到液晶屏上,实现液晶屏幕显示的效果,不需要增加额外的光源,当外部光照度越强,屏幕越清晰,具有低功耗、强光环境清晰可见的优点。但是,在弱光或无光的环境中,由于没有外部的光线可以反射,因此反射式液晶显示屏无法在弱光或无光的环境使用。
现有技术中,在反射式液晶显示屏外面增加补光光源,以实现在弱光或无光的环境中对反射式液晶显示屏进行补光。然而现有的补光光源需要一定的照射距离才能实现对反射式液晶显示屏进行均匀照射,无法实现近距离均匀补光。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种光学透镜、补光装置和液晶显示器,用以改善现有技术中无法对反射式液晶显示屏实现近距离均匀补光。
第一方面,本发明提供一种光学透镜,用于对反射式液晶显示屏进行补光,所述光学透镜呈长条状,所述光学透镜包括出光侧,在所述出光侧沿所述光学透镜的宽度方向的一端至另一端设置有多个直角锯齿结构,所述多个直角锯齿结构各自的斜面(即,斜边所对应的面)与所述光学透镜的宽度方向的夹角沿所述宽度方向依次增大。
通过在光学透镜的出光侧设置多个直角锯齿结构,且多个直角锯齿结构各自的斜面与光学透镜的宽度方向的夹角沿该宽度方向依次增大,由此,使得光学透镜可以靠近设置在反射式液晶显示屏的一侧,且补光光线经过多个直角锯齿结构后,能够照射至反射式液晶显示屏的不同位置,现有技术中无法从而改善无法实现近距离均匀补光的问题。
在可选的实施方式中,所述多个直角锯齿结构的节距相同。
本申请中,通过使多个直角锯齿结构具有相同的节距,有助于进一步提升经过光学透镜后,照射到反射式液晶显示屏上的光线的均匀性。
在可选的实施方式中,所述光学透镜还包括与所述出光侧相背的入光侧,所述入光侧设置有多个三角形锯齿结构,所述多个三角形锯齿结构的长边所对应的面与所述光学透镜的宽度方向平行。
本申请中,通过在光学透镜的入光侧设置多个三角形锯齿结构,有助于提升经光学透镜后照射到反射式液晶显示屏上的光线的均匀性。
第二方面,本发明提供一种补光装置,用于对反射式液晶显示屏进行补光,所述补光装置包括:补光光源,设置在所述反射式液晶显示屏的一侧,并靠近所述反射式液晶显示屏;如前述实施方式任一项所述的光学透镜,设置在所述补光光源与所述反射式液晶显示屏之间,所述光学透镜的出光侧背离所述补光光源设置,所述光学透镜的多个直角锯齿结构各自的斜面与所述光学透镜的宽度方向的夹角自所述光学透镜远离所述反射式液晶显示屏的一端至其靠近所述反射式液晶显示屏的一端依次增大。
本申请中,通过将光学透镜设置在补光光源与反射式液晶显示屏之间,光学透镜的出光侧背离补光光源设置,且光学透镜的多个直角锯齿结构各自的斜面与光学透镜的宽度方向的夹角自光学透镜远离反射式液晶显示屏的一端至其靠近反射式液晶显示屏的一端依次增大,使得补光光源发出的光经过光学透镜时,夹角较小的直角锯齿结构能够将光线照射至反射式液晶显示屏距离光学透镜较远的位置,夹角较大的直角锯齿结构能够将光线照射至反射式液晶显示屏距离光学透镜较近的位置,从而,有助于改善现有技术中无法实现近距离均匀补光的问题。
在可选的实施方式中,所述补光装置还包括:反光罩,所述反光罩的形状为半圆柱状,所述补光光源设置在所述反光罩中,所述光学透镜设置在所述反光罩的半圆开口处。
通过设置反光罩,可以将补光光源发出的朝向其他方向的光线汇聚到光学透镜处,提升光效,进而提高补光光源的利用率。
在可选的实施方式中,所述补光装置还包括光强传感器,用于感应所述反射式液晶显示屏正面的光强。
在可选的实施方式中,所述补光装置还包括控制器,与所述补光光源和所述光强传感器连接,用于根据所述光强调节所述补光光源的光照强度。
通过设置光强传感器和控制器,根据光强大小控制补光光源的光强大小,从而可以灵活地对反射式液晶显示屏进行补光,保证反射式液晶显示屏在不同光强下均具有良好的显示效果。
第三方面,本发明提供一种液晶显示器,包括:反射式液晶显示屏;如前述实施方式任一项所述的补光装置,设置在所述反射式液晶显示屏侧面,用于对所述反射式液晶显示屏进行补光。
在可选的实施方式中,所述补光装置设置在所述反射式液晶显示屏的对侧或四周。
通过在反射式液晶显示屏的对侧或四边设置补光装置,使得反射式液晶显示屏的显示面能均匀接收到补光装置发出的光线,实现均匀补光,提高液晶显示模组的显示效果。
在可选的实施方式中,所述液晶显示器还包括盖板玻璃,设置在所述反射式液晶显示屏上方。
通过在反射式液晶显示屏上方设置盖板玻璃,起到耐冲击、耐刮花、耐油污、防指纹等功能,从而对反射式液晶显示屏起到防护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种液晶显示模组的截面示意图;
图2为本申请实施例提供的一种光学透镜的截面示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种光学透镜的截面示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种液晶显示模组的截面示意图。
图标:100-液晶显示模组;101-反射式液晶显示屏;102-补光装置;103-盖板玻璃;201-补光光源;202-光学透镜;203-反光罩;301-直角锯齿结构;302-三角形锯齿结构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
反射式液晶显示屏是在液晶屏幕的底部增加反射层,将透过液晶屏幕的光线反射到液晶屏上,实现液晶屏幕显示的效果,不需要增加额外的光源,当外部光照度越强,屏幕越清晰,具有低功耗、强光环境清晰可见的优点。但是,在弱光或无光的环境中,由于没有外部的光线可以反射,因此,反射式液晶显示屏无法在弱光或无光的环境使用。
现有技术中,在反射式液晶显示屏外面增加补光光源,以实现在弱光或无光的环境中对反射式液晶显示屏进行补光。然而现有的补光光源需要一定的照射距离才能实现对反射式液晶显示屏进行均匀照射,无法实现近距离均匀补光。
基于此,本申请实施例提供一种液晶显示模组,用以改善上述问题。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种液晶显示模组的截面示意图。该液晶显示模组100可以包括:反射式液晶显示屏101和补光装置102。
反射式液晶显示屏101可以采用现有的反射式液晶显示屏。具体的,反射式液晶显示屏101可以设置有液晶板和反光材料。外界光线在反光材料上经过镜面反射,照亮液晶板。
补光装置102设置在反射式液晶显示屏101侧面,用于对反射式液晶显示屏101进行补光。具体的,补光装置102的数量可以为多个,补光装置102可以设置在反射式液晶显示屏101的对侧或四周。
如图1所示,两个补光装置102设置在反射式液晶显示屏101的对侧。两个补光装置102同时在反射式液晶显示屏101的两侧对反射式液晶显示屏进行补光,使得反射式液晶显示屏101的显示面能均匀接收到补光装置102发出的光线,实现均匀补光,提高液晶显示模组100的显示效果。
作为另一种实施方式,在反射式液晶显示屏101的四边均设置一个补光装置102,从四个方向对反射式液晶显示屏101进行补光,从而提高液晶显示模组100的显示效果。
进一步的,补光装置102可以包括:补光光源201和光学透镜202。光学透镜202设置在补光光源201和反射式液晶显示屏101之间,补光光源201发出的光线经过光学透镜202的折射作用,照射在反射式液晶显示屏的显示面,对反射式液晶显示屏101进行补光。
补光光源201可以为LED灯条。补光光源201发出水平方向的光线,经过光学透镜202的折射作用,照射在反射式液晶显示屏101的显示面,实现补光。需要说明的是,补光光源201也可以根据实际需要采用其他形式的光源,本申请对此不做限制。
以下对光学透镜202的具体结构进行介绍。
请参阅图2,图2为本申请实施例提供的一种光学透镜的截面示意图。需要说明的是,图2示出的光学透镜为图1中I处的放大图。
光学透镜202呈长条状,光学透镜202包括出光侧,出光侧沿光学透镜202的宽度方向的一端至另一端设置有多个直角锯齿结构301,多个直角锯齿结构301各自的斜面与光学透镜202的宽度方向的夹角沿宽度方向依次增大。
具体的,如图2所示,光学透镜202从上之下设置了4个直角锯齿结构301。设置在上方的直角锯齿结构301的出光面与竖直方向的夹角α较小,补光光源201发出的平行光通过设置在上方的直角锯齿结构301后,向下折射的角度较小,最终会照射在距离补光光源较远的地方(即距离光学透镜202较远处的反射式液晶显示屏101上)。设置在下方的直角锯齿结构301的出光面与竖直方向的夹角β较大,补光光源201发出的平行光通过设置在下方的直角锯齿结构301后,向下折射的角度较大,最终会照射在距离补光光源较近的地方(即距离光学透镜202较远处的反射式液晶显示屏101上)。
此外,任何光源都不能保证发出的所有光均为平行光,发出的光线中还会有照射至其他角度的光线。补光光源201发出的光线在经过光学透镜202的折射作用后,相较于原本的光路,均会向下折射。因此,向下入射的光线经过光学透镜202折射后,同样会照射在反射式液晶显示屏101上。向上入射的光线经过光学透镜202折射后,有一部分向上入射角度较小的光也会向下照射。由此可见,通过设置光学透镜202,可以最大程度的将补光光源201发出的光线照射在反射式液晶显示屏101上,提高补光效果。
通过在光学透镜的出光侧设置多个直角锯齿结构,且多个直角锯齿结构各自的斜面与光学透镜的宽度方向的夹角沿该宽度方向依次增大,由此,使得光学透镜可以靠近设置在反射式液晶显示屏的一侧,且补光光线经过多个直角锯齿结构后,能够照射至反射式液晶显示屏的不同位置,现有技术中无法从而改善无法实现近距离均匀补光的问题。
作为一种可选的实施方式,为了能进一步保证均匀补光,多个直角锯齿结构301的节距相同。如图2所示,四个直角锯齿结构301的节距相同。本申请实施例中,通过是多个直角锯齿结构具有相同的节距,有助于进一步提升经过光学透镜后,照射到反射式液晶显示屏上的光线的均匀性。
设置在上方的直角锯齿结构301的出光面与竖直方向的夹角α较小,补光光源201发出的平行光通过设置在上方的直角锯齿结构301后,向下折射的角度较小,最终会照射在距离补光光源较远的地方(即距离光学透镜202较远处的反射式液晶显示屏101上)。设置在下方的直角锯齿结构301的出光面与竖直方向的夹角β较大,补光光源201发出的平行光通过设置在下方的直角锯齿结构301后,向下折射的角度较大,最终会照射在距离补光光源较近的地方(即距离光学透镜202较远处的反射式液晶显示屏101上),从而进一步保证均匀补光。可以理解,其他角度的入射光线在经过夹角不同的直角锯齿结构301时,产生的效果与平行入射的光线的效果相同,为使说明书简洁,在此不做赘述。
需要说明的是,直角锯齿结构301的斜面与光学透镜202的宽度方向的夹角的大小可以根据反射式液晶显示屏101的大小灵活设置,以保证补光光源201发出的光经过光学透镜202的折射作用后,能均匀地照射在反射式液晶显示屏101的显示面,从而保证近距离均匀补光。
作为一种可选的实施方式,请参与图3,图3为本申请实施例提供的另一种光学透镜的截面示意图。光学透镜202还包括与出光侧相背的入光侧,入光侧设置有多个三角形锯齿结构302,多个三角形锯齿结构302的长边所对应的面与光学透镜202的宽度方向平行。
在可选的实施方式中,三角形锯齿结构302为钝角锯齿结构。
在可选的实施方式中,多个三角形锯齿结构302具有相同的结构。
具体的,请参与图3,图3为本申请实施例提供的另一种光学透镜的截面示意图。如图3所示,本申请实施例中。三角形锯齿结构302为钝角锯齿结构,且多个三角形锯齿结构302具有相同的结构,多个三角形锯齿结构302的长边所对应的面与光学透镜202的宽度方向平行。根据图中的光路和折射原理可知,各个角度的入射光线依次通过三角形锯齿结构302和直角锯齿结构301,可以进一步提高对反射式液晶显示屏101补光的均匀性。
本申请实施例中,通过使三角形锯齿结构的节距与直角锯齿结构的节距相同,且三角形锯齿结构与直角锯齿结构一一对应,有助于进一步提升经光学透镜后照射到反射式液晶显示屏上的光线的均匀性。
作为一种可选的实施方式,如图1所示,补光装置102还可以包括反光罩203。具体的,反光罩的形状可以为半圆柱状,补光光源201设置在反光罩203中,光学透镜202设置在反光罩203的半圆开口处。以图1中左边的反光罩203为例,补光光源201发出的朝向左边的光线在反光罩203处发生发射,转换为向右边的平行光,提升光效,进而提高补光光源201的利用率。
需要说明的是,本申请对反光罩203的形状不做具体限定,反光罩203的形状可以根据补光光源201发出光线的特性进行调整,保证将更多的光线汇聚到光学透镜202处即可。
光学透镜202可以采用采用玻璃或亚克力等透明材料制成。具体的,光学透镜202的基材可以是玻璃或亚克力等透明材料,通过模铸、模压或冷加工形成中空或实心的结构,出光侧和入光侧光学抛光,保证具有良好的折射能力。
作为一种可选的实施方式,补光装置102还可以包括光强传感器。光强传感器可以设置在反射式液晶显示屏101显示面一侧的任意不遮挡反射式液晶显示屏101的位置。光强传感器用于感应反射式液晶显示屏101的显示面一侧的光强。反射式液晶显示屏101在光线充足的条件下,并不需要进行补光。在弱光或无光条件下,需要对反射式液晶显示屏101进行补光,以提高补光效果。通过设置光强传感器感应反射式液晶显示屏101的显示面一侧的光强,进而可以根据光强大小控制补光光源201的关闭与开启,并在补光光源201开启时,根据光强大小控制补光光源201的光强大小,从而可以灵活地对反射式液晶显示屏101进行补光,保证反射式液晶显示屏101在任何光强下均具有良好的显示效果。
作为一种可选的实施方式,补光装置102还可以包括控制器。控制器与补光光源201和光强传感器连接,用于根据光强调节补光光源201的光照强度。
具体的,控制器可以为一种集成电路芯片,具有信号处理能力。上述控制器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
控制器中可以预先设置有针对不同光强对应的补光光源201的光照强度的对应表,控制器接收到光照传感器感应的反射式液晶显示屏的显示面一侧的光强后,根据上述对应表,确定补光光源201的光照强度,然后控制补光光源201的光照强度,从而可以灵活地对反射式液晶显示屏101进行补光,保证反射式液晶显示屏101在任何光强下均具有良好的显示效果。
作为一种可选的实施方式,请参阅图1和图4,液晶显示模组100还可以包括盖板玻璃103。其中,图1和图4的区别在于盖板玻璃103设置的位置不同。盖板玻璃103设置在反射式液晶显示屏101上方。在液晶显示模组100收到冲击时,盖板玻璃103可以有效减轻反射式液晶显示屏101收到的冲击,起到防护作用。此外,盖板玻璃103还具有耐刮花、耐油污、防指纹等功能。
,基于同一发明构思,本申请实施例提供一种补光装置。该补光装置的结构与上述实施例中的补光装置对应,相同或相近部分可互相参照,在此不再赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例提供一种光学透镜。该光学透镜的结构与上述实施例中的光学透镜对应,相同或相近部分可互相参照,在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种光学透镜,其特征在于,用于对反射式液晶显示屏进行补光,所述光学透镜呈长条状,所述光学透镜包括出光侧,所述出光侧沿所述光学透镜的宽度方向的一端至另一端设置有多个直角锯齿结构,所述多个直角锯齿结构各自的斜面与所述光学透镜的宽度方向的夹角沿所述宽度方向依次增大;所述光学透镜还包括与所述出光侧相背的入光侧,所述入光侧设置有多个三角形锯齿结构,所述多个三角形锯齿结构为钝角锯齿结构,所述多个三角形锯齿结构的长边所对应的面与所述光学透镜的宽度方向平行,所述多个三角形锯齿结构的节距与所述多个直角锯齿结构的节距相同,且所述多个三角形锯齿结构与所述多个直角锯齿结构一一对应。
2.根据权利要求1所述的光学透镜,其特征在于,所述多个直角锯齿结构的节距相同。
3.一种补光装置,其特征在于,用于对反射式液晶显示屏进行补光,所述补光装置包括:
补光光源,设置在所述反射式液晶显示屏的一侧,并靠近所述反射式液晶显示屏;
如权利要求1-2任一项所述的光学透镜,设置在所述补光光源与所述反射式液晶显示屏之间,所述光学透镜的出光侧背离所述补光光源设置,所述光学透镜的多个直角锯齿结构各自的斜面与所述光学透镜的宽度方向的夹角自所述光学透镜远离所述反射式液晶显示屏的一端至其靠近所述反射式液晶显示屏的一端依次增大。
4.根据权利要求3所述的补光装置,其特征在于,所述补光装置还包括:反光罩,所述反光罩的形状为半圆柱状,所述补光光源设置在所述反光罩中,所述光学透镜设置在所述反光罩的半圆开口处。
5.根据权利要求3所述的补光装置,其特征在于,所述补光装置还包括光强传感器,用于感应所述反射式液晶显示屏的显示面一侧的光强。
6.根据权利要求5所述的补光装置,其特征在于,所述补光装置还包括控制器,与所述补光光源和所述光强传感器连接,用于根据所述光强调节所述补光光源的光照强度。
7.一种液晶显示模组,其特征在于,包括:
反射式液晶显示屏;
如权利要求3-5任一项所述的补光装置,设置在所述反射式液晶显示屏侧面,用于对所述反射式液晶显示屏进行补光。
8.根据权利要求7所述的液晶显示模组,其特征在于,所述补光装置设置在所述反射式液晶显示屏的对侧或四周。
9.根据权利要求7所述的液晶显示模组,其特征在于,所述液晶显示模组还包括盖板玻璃,设置在所述反射式液晶显示屏上方。
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