專(zhuān)利名稱(chēng)：適于lcd背光照明顯示器的激光光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于LCD背光照明顯示器的激光光源。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)用于許多種計(jì)算機(jī)和消費(fèi)設(shè)備如電視機(jī)中。背光照明LCD是象素的陣列，其中每個(gè)象素用作快門(mén)，使來(lái)自位于象素后面的光源的光通過(guò)或?qū)⑵渥钃?。通過(guò)給象素設(shè)置彩色濾波器，使每個(gè)象素透射或阻擋特定色彩的光，可以實(shí)現(xiàn)彩色顯示器。來(lái)自每個(gè)象素的光強(qiáng)度由該象素處于可透過(guò)狀態(tài)的時(shí)間來(lái)設(shè)定。
顯示器通常由白光光源照明，該白光光源在顯示器的整個(gè)背面提供均勻的強(qiáng)度。基于熒光的照明光源特別有吸引力，因?yàn)槠湎拿恳煌邥r(shí)的功率輸出的光高。但是，這樣的光源需要高驅(qū)動(dòng)電壓，使其對(duì)于電池帶動(dòng)的設(shè)備適用性較差。
結(jié)果，在這些應(yīng)用中，人們對(duì)基于LED的光源有很大興趣。LED具有相似的電氣效率和較長(zhǎng)壽命。另外，所需的驅(qū)動(dòng)電壓也與大多數(shù)便攜式設(shè)備上可用的電池功率相符。
照明系統(tǒng)通常在LCD陣列后面使用某種形式的燈箱或光管。光從燈箱的周邊注入燈箱。與鄰近LCD陣列的表面相對(duì)的燈箱表面具有某種形式的散射性覆蓋物對(duì)光進(jìn)行散射，以使LCD的背面得到均勻照明。
光源的厚度受到燈箱厚度的限制。在用于膝上型計(jì)算機(jī)和手持設(shè)備例如PDA和蜂窩電話(huà)的顯示器中，顯示器的厚度特別重要，因?yàn)轱@示器厚度限制了設(shè)備的總體厚度。這些便攜式設(shè)備中的一些需要厚度小于10mm的燈箱。隨著燈箱的厚度減小，將光從側(cè)面以可確保均勻性的方式有效注入燈箱中變得越來(lái)越難了。
另外，大顯示器還存在能量消散的問(wèn)題。施加到光源的大多數(shù)能量被轉(zhuǎn)化為熱量而不是光。由于基于LED的光源局限在燈箱周邊，所以這些熱量集中在圍繞燈箱周邊的區(qū)域中。怎樣將熱量從光管邊緣傳遞到一個(gè)更適于將熱量傳遞到顯示器外部環(huán)境的表面是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括光源和采用該光源的顯示器。光源包括第一激光器、光管和第一光纖。激光器發(fā)射第一波長(zhǎng)的光。光管包括具有頂面、底面和第一邊緣的透明材料層。第一光纖具有貼近第一邊緣的第一端和接收來(lái)自第一激光器的光的第二端。來(lái)自第一端的光在第一位置處注入光管。光管可以包括對(duì)光進(jìn)行散射的散射中心，所述散射使得部分散射光傾斜照射到光管的頂面，使散射光經(jīng)過(guò)頂面離開(kāi)光管。通過(guò)將光管設(shè)在顯示元件附近，使來(lái)自光管的光照明顯示元件，可以用該光源來(lái)構(gòu)成顯示器。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光源10的俯視圖。
圖2是光源10沿2-2線(xiàn)的剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的光源30的俯視圖。
圖4是光源30沿4-4線(xiàn)的剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源50的俯視圖。
圖6是光管60的俯視圖，其中光管的邊緣彼此不平行。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源的俯視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源的俯視圖。
圖9是采用了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的光源的設(shè)備100的剖視圖。
圖10是采用了根據(jù)本發(fā)明的光源的另一種實(shí)施例的設(shè)備110的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和圖2可以更容易地理解本發(fā)明獲得其優(yōu)點(diǎn)的方式，圖1和圖2圖示了用于照明LCD顯示器16的現(xiàn)有技術(shù)燈箱結(jié)構(gòu)。圖1是光源10的俯視圖，圖2是沿2-2線(xiàn)的光源10的剖視圖。光源10使用LED 11的陣列照明光管12。LED安裝在電路板13上，電路板13安裝在向LED提供電能的第二板15上。LED設(shè)置為使離開(kāi)每個(gè)LED頂部的光照明光管12的端部。相對(duì)于表面21的法線(xiàn)以大于臨界角的角度進(jìn)入光管12的光在光管12中來(lái)回反射，直到光由表面17上的顆粒22吸收或散射。以大于臨界角的角度照射到表面21的散射光離開(kāi)光管并照明LCD顯示器16的背面。
圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)具有一些問(wèn)題。首先，LED提供的光源具有發(fā)散的光束，即使在沒(méi)有散射中心的情況下，它在損耗掉之前也只能在光管中行進(jìn)較少的次數(shù)。假設(shè)光管的端部19是良好的反射器。到達(dá)端部19的光向LED陣列反射回去。即使襯底13是反射性的，大部分照射到鄰近LED的端部的光也會(huì)損耗掉，因?yàn)楣鈺?huì)由LED散射或吸收。因此，為了有效地給表面21提供照明，必須有足夠的散射中心來(lái)使所有在光管中行進(jìn)的光向表面21運(yùn)動(dòng)。結(jié)果，當(dāng)光從LED向端部19行進(jìn)時(shí)，強(qiáng)度大大降低了。這樣的強(qiáng)度降低導(dǎo)致了沿表面21的強(qiáng)度梯度，除非散射中心沿表面17以非均勻方式分布。合適的分布圖樣是對(duì)表面15處注入光的幾何形狀敏感的函數(shù)，因此，這種解決方案對(duì)于光源的對(duì)準(zhǔn)公差提出了很高的限制，從而增加了光源的成本。
其次，來(lái)自L(fǎng)ED的光混合較差，特別是在靠近LED的區(qū)域18處。使用獨(dú)立封裝的LED會(huì)使這個(gè)問(wèn)題更糟，因?yàn)楸仨毷构庠粗g的距離大到足以容納各個(gè)LED芯片的封裝。因此，要么LCD顯示器16的邊緣照明較差，要么就必須延長(zhǎng)光管使非均勻照明區(qū)域不在LCD顯示范圍的下方。后一種解決方案增加了顯示器所在裝置的尺寸，因此不合乎要求。
第三，必須散去LED產(chǎn)生的熱量，或者在印刷線(xiàn)路板13的背面14上，或者將其傳導(dǎo)至印刷線(xiàn)路板15。表面14上可用于散熱的面積受到印刷線(xiàn)路板13的高度限制。隨著顯示器厚度減小，該高度也必然減小?；蛘?，可以將熱量經(jīng)過(guò)印刷線(xiàn)路板13傳導(dǎo)至有較大面積可用于散熱的印刷線(xiàn)路板15。但是，熱量流動(dòng)受到印刷線(xiàn)路板13的厚度限制。另外，這種解決方案對(duì)印刷線(xiàn)路板15的布局設(shè)置了限制，因?yàn)檫@個(gè)板必須接近能將熱量散發(fā)到外部環(huán)境中的表面。最后，如果印刷線(xiàn)路板15受熱嚴(yán)重，則印刷線(xiàn)路板15將由于傳遞熱量的內(nèi)部核心的熱膨脹而彎曲。這種彎曲可能改變LED與光管的對(duì)準(zhǔn)，從而改變注入光管的光的幾何形狀。
第四，由于光管和空氣之間折射率之差引起的反射，LED產(chǎn)生的一大部分光在空氣-光管界面處損失掉了。如果LED透鏡24與光管端部23之間的空間填充具有一定折射率的材料，則會(huì)失去透鏡的成像特性，因此LED產(chǎn)生的一大部分光不能被投射到狹窄的光管中。
本發(fā)明基于這樣的觀(guān)察情況，即來(lái)自激光器的光與來(lái)自L(fǎng)ED的光不同，它本身是準(zhǔn)直的，因此可以比來(lái)自L(fǎng)ED的光更有效地耦合到光管中。耦合可以在光導(dǎo)例如光纖的幫助下進(jìn)行，因此激光器可以設(shè)在離開(kāi)光管一定距離處，從而使激光器可以設(shè)置在對(duì)于散發(fā)來(lái)自激光器的熱量更有利的位置處。
現(xiàn)在參考圖3和圖4，它們圖示了根據(jù)本發(fā)明的光源的一種實(shí)施例。圖3是光源30的俯視圖，圖4是從4-4線(xiàn)處的光源30剖視圖。為了簡(jiǎn)化下列說(shuō)明，光源30只使用一種色彩來(lái)照明LCD顯示器16。具有多種色彩的光源的構(gòu)造方式將在下面進(jìn)行詳細(xì)討論。光源30包括由來(lái)自激光器31的光照明的光管32。來(lái)自激光器31的光由耦合器33耦合到多個(gè)光纖，例如光纖35。光纖結(jié)合到光管32的邊緣36。
邊緣36除了光進(jìn)入時(shí)所經(jīng)的區(qū)域以外都是反射性的。另外，光管32的其余邊緣37-39和底面41也是反射性的。因此，引入光管32的光由頂面和底面以及側(cè)面反射，直到光由40所示散射中心吸收或散射，并沿LCD面板16的方向離開(kāi)光管。
應(yīng)當(dāng)注意，即使在光管非常薄的情況下，光纖的直徑也比光管厚度小得多，因此，照射到表面36的大部分光被該表面反射回光管32。少量離開(kāi)并返回光纖中的光被耦合回激光器31。激光器31具有兩個(gè)反射鏡組成的腔，每端一個(gè)。返回激光器31的大部分光會(huì)被第一個(gè)反射鏡反射回光纖。剩余的光將進(jìn)入激光器腔內(nèi)，在其中被放大并返回光纖。因此，經(jīng)過(guò)光纖離開(kāi)光管32的大部分光會(huì)返回光管32。
光管32由光學(xué)傳輸長(zhǎng)度比光管32的最大尺寸大得多的材料構(gòu)成。為了討論目的，“光學(xué)傳輸長(zhǎng)度”定義為由于散射或吸收使光強(qiáng)度減至一半時(shí)光在光管中行進(jìn)的距離。在一種實(shí)施例中，光學(xué)傳輸長(zhǎng)度至少是光管最大尺寸的2倍，因此，進(jìn)入光管32的光在其被吸收或散射出光管之前可以沿光管往返許多次。這里，散射中心40密度的設(shè)定值使得在經(jīng)過(guò)光管的任一次行進(jìn)時(shí)，光管32的長(zhǎng)度方向上光束的光強(qiáng)改變可以忽略。因此，即使散射中心密度均勻分布，光管32的頂面上光強(qiáng)也是基本均勻的。
在圖3和圖4所示實(shí)施例中，散射中心分布在整個(gè)光管中。但是，也可以構(gòu)成散射中心位于光管頂面或者光管底面上的實(shí)施例。
應(yīng)當(dāng)注意，激光器31可以位于離光管32相當(dāng)遠(yuǎn)的位置。這使得激光器31可以安裝在熱沉34上，該熱沉34與安裝LCD面板16的設(shè)備表面熱連接。例如，熱沉34可以是設(shè)備殼體外表面的一部分。
還應(yīng)注意，光纖是可以彎曲的，因此，熱沉34與光管32相對(duì)位置的改變不會(huì)引起進(jìn)入光管32的光束幾何形狀的很大改變。因此，上述的關(guān)于照明光源或板上的其他元件加熱下方的印刷線(xiàn)路板使線(xiàn)路板彎曲的問(wèn)題在本發(fā)明中大大減輕了。
由于光穿過(guò)光管許多次，每次穿越都向LCD面板16損失一些光，所以不需要參考圖1和圖2所討論的上述混合區(qū)域18。因此，本發(fā)明使用的光管可以比現(xiàn)有技術(shù)光源中所需的小得多。
如果邊緣37基本平行于邊緣36，則所得的照明圖樣趨向于若干亮帶之一。光射出光纖端部時(shí)的發(fā)散角44比較小?？紤]射出光纖43的光。所述的光將沿4-4線(xiàn)行進(jìn)，直到在點(diǎn)45處照射到表面37。然后，光反射回點(diǎn)46，在該處反射回點(diǎn)45，并如此進(jìn)行下去。光束在每次經(jīng)過(guò)時(shí)緩慢擴(kuò)大。但是，擴(kuò)大的光束都以4-4線(xiàn)為中心。這樣得到的亮帶沿4-4線(xiàn)強(qiáng)度最大，沿垂直于4-4線(xiàn)隨著距離增加，強(qiáng)度減小。盡管散射中心趨向于使光分布平滑，但是帶狀圖樣仍然在一定程度上存在。
原則上，通過(guò)增加光纖數(shù)目使相鄰的帶在更大程度上重疊可以減輕這種帶狀問(wèn)題。但是，這種解決方案增加了光源的成本。
現(xiàn)在參考圖5，它是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源50的俯視圖。為了簡(jiǎn)化下列討論，光源50中與上述光源30中的元件功能類(lèi)似的元件被賦予了相同的標(biāo)號(hào)，并不再進(jìn)一步討論。光源50與光源30的不同之處在于光管52包括帶有多個(gè)小平面的邊緣57。這些小平面是平面反射鏡，它們對(duì)傾斜照射到反射鏡的光進(jìn)行反射，使來(lái)自光纖的光束以相對(duì)于側(cè)面36、38和39傾斜的角度發(fā)生反射。小平面的表面大體上垂直于光管52的頂面和底面，因此，這些小平面對(duì)光束進(jìn)行反射的方式不會(huì)使光以大于臨界角的角度照射到光管52的頂面或底面。因此，反射以不使光從光管中損失掉的方式對(duì)光管中的光進(jìn)行重定向。這種結(jié)構(gòu)改善了來(lái)自不同光纖的光的混合，因此減輕了上述帶狀問(wèn)題。
盡管圖5所示小平面的角度56較大，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以采用較小的角度。小平面的角度只需足以使來(lái)自給定光纖的光束返回邊緣36上的下述位置處，所述位置相對(duì)于光纖偏離開(kāi)一段足以防止光束形成帶狀的距離。例如，小平面的角度使光束偏離的程度達(dá)到光束寬度或光纖直徑就夠了。
還應(yīng)當(dāng)理解，其他邊緣，包括邊緣36，也可以包括這樣的小平面以進(jìn)一步對(duì)光進(jìn)行混合。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)理解，帶有多個(gè)小平面的邊緣可以在小平面之間包括平的區(qū)域，用于將光纖結(jié)合到光管邊緣。
采用邊緣為平面，但相對(duì)的邊緣彼此相互傾斜一個(gè)小角度的光管，可以實(shí)現(xiàn)一種可替換的混合結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在參考圖6，它是光管60的俯視圖，其中光管的邊緣61-64彼此不平行。為了簡(jiǎn)化附圖，只示出了一條光纖66引入的光束所采取的路徑65。如果相對(duì)的邊緣彼此相對(duì)傾斜太大的角度，則會(huì)給光管內(nèi)部的照明帶來(lái)很大的不均勻性。因此，傾斜角67優(yōu)選地設(shè)定為盡可能小的值。另一方面，傾斜角也必須足夠大，以確保光沿邊緣61進(jìn)入光管60的入口與由邊緣61第一次反射處之間的距離68足夠防止強(qiáng)度帶或其他亮斑發(fā)生。
各對(duì)邊緣中至少一對(duì)應(yīng)當(dāng)是不平行的?？紤]平行四邊形光管的情況。即，相對(duì)的邊緣彼此平行。在此情況下，來(lái)自光纖的光在三次反射之后將返回入射點(diǎn)。因此，上述帶狀問(wèn)題仍然存在，盡管圖樣有些不同。
應(yīng)當(dāng)理解，圖5所示小平面的平均提供了“非平行邊緣”的好處，同時(shí)防止了上述非均勻性。如果帶小平面的邊緣的平均是平行于光管相對(duì)邊緣的線(xiàn)，則在防止了非均勻性的同時(shí)，給經(jīng)過(guò)給定光纖注入的光所產(chǎn)生的光束提供了較大間隔。
圖5所示實(shí)施例只包括一個(gè)帶小平面的邊緣。但是，也可以構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)邊緣包括小平面的實(shí)施例。在此情況下，選擇小平面使每?jī)蓚€(gè)相對(duì)邊緣的小平面的平均限定的線(xiàn)基本上平行。
上述實(shí)施例依靠離開(kāi)光纖的光束的自然發(fā)散以及多次反射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光管頂面的均勻照明。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以用廉價(jià)的透鏡組件54作為每個(gè)光纖的端部，以增加來(lái)自光纖的光束發(fā)散角或?qū)⒐馐鴶U(kuò)大為更大的準(zhǔn)直光束，以進(jìn)一步提高光源的均勻性。
本發(fā)明的上述實(shí)施例采用單色光源。如上所述，用于背光顯示的光源需要至少三個(gè)波段的光，通常是紅色、藍(lán)色和綠色?，F(xiàn)在參考圖7，它是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源的俯視圖。為了簡(jiǎn)化下面的討論，光源70中與上述光源50中的元件功能類(lèi)似的元件被賦予了相同的標(biāo)號(hào)，并不再進(jìn)一步討論。光源70采用連接到熱沉75的三個(gè)激光器71-73。激光器分別提供紅色、藍(lán)色和綠色光譜區(qū)域的輸出光。來(lái)自每個(gè)激光器的光耦合到81-83所示的光纖中。來(lái)自光纖81-83的光由耦合器74耦合到一條光纖76中。光纖76中的光向耦合器74提供輸入。因此，該光纖構(gòu)成通向光管52的輸入，將混合的光直接發(fā)送到光管52中。通常，調(diào)節(jié)來(lái)自激光器71-73的光的相對(duì)強(qiáng)度，使人類(lèi)觀(guān)察者所感知的光是特定色溫的白熾光源。
現(xiàn)在參考圖8，它是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施例的光源的俯視圖。光源90包括光管92，光管92由分別來(lái)自101-103所示的紅色、藍(lán)色和綠色激光器的光照明。來(lái)自每個(gè)激光器的光經(jīng)過(guò)光管92的相應(yīng)邊緣導(dǎo)向。例如，來(lái)自激光器101的光以類(lèi)似于上文所述的方式由耦合器93耦合到與邊緣96相連的光纖111。類(lèi)似地，來(lái)自激光器102的光經(jīng)過(guò)耦合器94耦合到邊緣97，來(lái)自激光器103的光由耦合器95耦合到邊緣98。在此實(shí)施例中，邊緣99沒(méi)有用于將光耦合到光管92中，但是可以通過(guò)采用邊緣99來(lái)耦合來(lái)自第四激光器的光而構(gòu)成采用四種色彩的實(shí)施例以提供更好的彩色再現(xiàn)。在圖7所示的實(shí)施例中，激光器安裝在熱沉119上，設(shè)置熱沉119的位置向外部大氣提供散熱。
為了簡(jiǎn)化圖8，圖中略去了上述小平面。但是，也可以構(gòu)成將小平面引入光管92邊緣的實(shí)施例。為了使光的覆蓋面最大，可以在光管92的所有四個(gè)邊緣都引入這樣的小平面。或者，如上所述，可以選擇光管92的形狀使相對(duì)的邊緣彼此不很平行。如果將相對(duì)的邊緣制成反射性，并使其相對(duì)于彼此傾斜一個(gè)小角度，則來(lái)自任何給定光纖的光束將反射離開(kāi)相對(duì)的表面并在偏離該光纖的位置處返回與該光纖相應(yīng)的邊緣。
圖8所示實(shí)施例采用的結(jié)構(gòu)中，攜帶不同色彩光的光纖耦合到光管的不同邊緣。但是，也可以構(gòu)成將不同色彩的光耦合到光管同一邊緣的實(shí)施例。這樣的實(shí)施例需要給來(lái)自不同耦合器的各條光纖提供更復(fù)雜的路線(xiàn)安排。
上述實(shí)施例采用光纖結(jié)構(gòu)，其中，光以相對(duì)于光纖所在邊緣基本垂直的角度注入光管。但是，也可以構(gòu)成使光以其他角度注入的實(shí)施例。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光源可以有效地提供從激光器到光管的注入，同時(shí)使激光器可以設(shè)在便于從激光器向周?chē)h(huán)境傳遞熱量的位置。現(xiàn)在參考圖9，它是采用了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的光源的設(shè)備100的剖視圖。設(shè)備100可以是例如小型手持設(shè)備或較大的顯示器系統(tǒng)，例如LCD電視屏幕。為了簡(jiǎn)化附圖，圖中略去了設(shè)備100與顯示器無(wú)關(guān)的元件。設(shè)備100包括外殼101，外殼101的一個(gè)邊緣上有LCD顯示面板102。LCD顯示面板102由來(lái)自光管106的光照明。光從激光器103經(jīng)過(guò)光纖104注入光管106。激光器103安裝在熱沉105上，熱沉105與外殼101的一個(gè)壁熱接觸。盡管示出的設(shè)備100只有一個(gè)激光器，但是也可以以類(lèi)似方式構(gòu)成包括多個(gè)激光器的實(shí)施例。在一種這樣的實(shí)施例中，所有激光器位于同一個(gè)熱沉上。
應(yīng)當(dāng)理解，圖9所示熱沉可以包括主動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在參考圖10，它是采用根據(jù)本發(fā)明光源的另一種實(shí)施例的設(shè)備110的剖視圖。為了簡(jiǎn)化下面的討論，設(shè)備110中與上述設(shè)備100中的元件功能類(lèi)似的元件被賦予了相同的標(biāo)號(hào)，并不再進(jìn)一步討論。設(shè)備110包括擋板112，它限定了外殼101的壁附近的空氣通道，熱沉105的位置沿著該壁。風(fēng)扇111使空氣經(jīng)過(guò)擋板運(yùn)動(dòng)，從而為熱沉105提供主動(dòng)冷卻。這種結(jié)構(gòu)特別有利于使用較高功率照明系統(tǒng)的大的TV顯示器。
本發(fā)明的上述實(shí)施例是按照用于LCD顯示器所用的背光照明來(lái)說(shuō)明的。但是，根據(jù)本發(fā)明的光源可以用于需要背光照明的任何顯示設(shè)備，包括采用固定透明度的顯示器。
根據(jù)前述說(shuō)明書(shū)和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的各種修改。因此，本發(fā)明僅由權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種光源，包括第一激光器，所述第一激光器發(fā)射第一波長(zhǎng)的光；光管，所述光管包括具有頂面、底面和第一邊緣的透明材料層；和第一光纖，所述第一光纖具有貼近所述第一邊緣的第一端和接收來(lái)自所述第一激光器的光的第二端，來(lái)自所述第一端的光在第一位置處注入所述光管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中，所述光注入所述光管中使所述光由所述頂面反射，其中，所述光管包括多個(gè)散射中心，所述多個(gè)散射中心使所述光散射，使部分所述散射的光傾斜照射到所述光管的所述頂面，使得所述散射的光經(jīng)過(guò)所述頂面離開(kāi)所述光管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源，其中，所述光管的所述底面是反射性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中，所述第一激光器與熱沉熱接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，還包括具有第一端、第二端的第二光纖和耦合器，來(lái)自所述第一激光器的所述第一波長(zhǎng)的光由所述耦合器耦合到所述第一光纖和所述第二光纖，所述第二光纖的所述第一端貼近所述第一邊緣，并設(shè)置為使來(lái)自所述第二光纖的所述第一端的光在不同于所述第一位置的第二位置處注入所述光管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中，所述光管包括第二邊緣、第三邊緣和第四邊緣，其中，所述第二邊緣、第三邊緣和第四邊緣將照射到這些邊緣的光反射回所述光管中，所述第二邊緣在所述第一邊緣對(duì)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，其中，所述光管用最大物理尺寸進(jìn)行表征，其中，所述材料的光學(xué)傳輸長(zhǎng)度大于所述最大物理尺寸的2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源，其中，所述第二邊緣的方向相對(duì)于所述第一邊緣成一個(gè)角度，所述角度不是零。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源，其中，所述第二邊緣包括若干小平面，所述小平面之一包括平的反射性表面，所述反射性表面將光反射回所述光管中，使得在所述第一位置處注入所述光管的光被反射回所述光管，所述反射的光在離開(kāi)所述第一位置一段大于零的預(yù)定距離的位置處照射到所述第一邊緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源，其中，所述第一光纖具有第一直徑的圓形截面，其中，所述預(yù)定距離大于所述第一直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源，還包括第二激光器，所述第二激光器發(fā)射不同于所述第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)的光，來(lái)自所述第二激光器的光注入所述光管。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光源，還包括合光器和耦合器，所述合光器將來(lái)自所述第一激光器的光和來(lái)自所述第二激光器的光混合以產(chǎn)生混合光信號(hào)，所述耦合器將所述混合光信號(hào)注入所述第一光纖。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光源，其中，所述光管包括第二邊緣，其中，所述光源包括第二光纖，所述第二光纖具有貼近所述第二邊緣的第一端和接收來(lái)自所述第二激光器的光的第二端，來(lái)自所述第一端的光在所述第二邊緣上的第二位置處注入所述光管。
14.一種裝置，包括具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的外殼；光管，包括具有頂面、底面和第一邊緣的透明材料層光管；由離開(kāi)所述頂面的光照明的顯示器，所述顯示器的位置鄰近所述外殼的所述第一側(cè)面；發(fā)射第一波長(zhǎng)的光的第一激光器；第一光纖，所述第一光纖具有貼近所述第一邊緣的第一端和接收來(lái)自所述第一激光器的光的第二端，來(lái)自所述第一端的光在第一位置處注入所述光管；熱沉，所述熱沉與所述第一激光器和所述外殼的所述第二側(cè)面熱連接，所述熱沉從所述第一激光器向所述外殼的所述第二側(cè)面?zhèn)鬟f熱量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述顯示器包括LCD顯示面板。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述光注入到所述光管中使得所述光由所述頂面反射，其中，所述光管包括多個(gè)散射中心，所述多個(gè)散射中心使所述光散射，使部分所述散射的光傾斜照射到所述光管的所述頂面，使得所述散射的光經(jīng)過(guò)所述頂面離開(kāi)所述光管。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括具有第一端、第二端的第二光纖和耦合器，來(lái)自所述第一激光器的所述第一波長(zhǎng)的光由所述耦合器耦合到所述第一光纖和所述第二光纖，所述第二光纖的所述第一端貼近所述第一邊緣，并設(shè)置為使來(lái)自所述第二光纖的所述第一端的光在不同于所述第一位置的第二位置處注入所述光管。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述光管包括第二邊緣、第三邊緣和第四邊緣，其中，所述第二邊緣、第三邊緣和第四邊緣將照射到這些邊緣的光反射回所述光管中，所述第二邊緣在所述第一邊緣對(duì)面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述第二邊緣的方向相對(duì)于所述第一邊緣成一個(gè)角度，所述角度不是零。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述第二邊緣包括若干小平面，所述小平面之一包括平的反射性表面，所述反射性表面將光反射回所述光管中，使得在所述第一位置處注入所述光管的光被反射回所述光管，所述反射的光在離開(kāi)所述第一位置一段大于零的預(yù)定距離的位置處照射到所述第一邊緣。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述第一光纖具有第一直徑的圓形截面，其中，所述預(yù)定距離大于所述第一直徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括第二激光器，所述第二激光器發(fā)射不同于所述第一波長(zhǎng)的第二波長(zhǎng)的光，來(lái)自所述第二激光器的光注入所述光管。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，還包括合光器和耦合器，所述合光器將來(lái)自所述第一激光器的光和來(lái)自所述第二激光器的光混合以產(chǎn)生混合光信號(hào)，所述耦合器將所述混合光信號(hào)注入所述第一光纖。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述光管包括第二邊緣，其中，所述裝置包括第二光纖，所述第二光纖具有貼近所述第二邊緣的第一端和接收來(lái)自所述第二激光器的光的第二端，來(lái)自所述第一端的光在所述第二邊緣上的第二位置處注入所述光管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光源和采用該光源的顯示器。光源包括激光器、光管和第一光纖。光管包括具有頂面、底面和第一邊緣的透明材料層。第一光纖在第一位置處將來(lái)自激光器的光耦合到第一邊緣。光注入光管使光由頂面反射，光管包括將光經(jīng)過(guò)頂面散射的多個(gè)散射中心。激光器可以與熱沉熱接觸，熱沉設(shè)在適于散熱的位置處。在彩色顯示器中，光源可以包括多個(gè)激光器。來(lái)自不同激光器的光可以在到達(dá)光管前或在光管中進(jìn)行混合。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1908767SQ20061010951
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日
發(fā)明者史蒂文·D·萊斯特爾 申請(qǐng)人:安華高科技Ecbu Ip(新加坡)私人有限公司