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混光器的制作方法

文檔序號(hào):2927794閱讀:239來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:混光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種混光器,尤其涉及一種應(yīng)用于液晶顯示領(lǐng)域和 照明系統(tǒng)的混光器。
背景技術(shù)
液晶顯示裝置具有輕薄、低耗電和輻射少特點(diǎn),并被廣泛用于 顯示器、液晶電視、手機(jī)和筆記本電腦等領(lǐng)域,并成為顯示器主流, 但同時(shí)對(duì)其顯示亮度和色彩顯示效果提出更高要求。由于液晶本身 不發(fā)光,需背光模組為其提供光源。背光模組通常分為直下式背光 模組與側(cè)光式背光模組。側(cè)入式背光模組由于很難達(dá)到要求的亮度
(請(qǐng)參見(jiàn),用大功率白光LED實(shí)現(xiàn)高亮度背光源設(shè)計(jì),汪顯波等, 現(xiàn)代顯示,第72期,p51(2007)),因此,目前背光模組較多采用直 下式背光結(jié)構(gòu)。目前,背光模組的發(fā)光源主要采用冷陰極射線管和 發(fā)光二極管陣列,由于發(fā)光二極管具高色彩飽和度、不含汞、高壽 命等特性,已廣泛被應(yīng)用在背光模組中。
請(qǐng)參閱圖1,是一種現(xiàn)有技術(shù)直下式背光模組的立體示意圖。 該背光模組10包括一底板11、設(shè)置在該底板11上的一發(fā)光二極管 陣列12和設(shè)置在該底板11上方的一擴(kuò)散板14。
該發(fā)光二極管陣列12由多個(gè)紅、綠、藍(lán)光發(fā)光二極管12a、 12b、 12c組成,其排布規(guī)律為 一排紅光發(fā)光二極管12a、 一排綠光發(fā)光 二極管12b和一排藍(lán)光發(fā)光二極管12c依序周期排布。該紅、綠、 藍(lán)光發(fā)光二極管12a、 12b、 12c都為頂面發(fā)光的發(fā)光二極管。
該發(fā)光二極管陣列12的紅、綠、藍(lán)光發(fā)光二極管12a、 12b、 12c能分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)三色光,該紅、綠、藍(lán)三色光在離開(kāi)光 源射向該擴(kuò)散板14過(guò)程中不斷進(jìn)行混光,傳輸一定距離后混合成白 光射至該擴(kuò)散板14。
但是,由于背光模組10的尺寸大小限制,光束的混光距離有限, 白光混合很難均勻,容易出現(xiàn)偏黃或偏藍(lán),從而無(wú)法達(dá)到所要求的
白光,而且該背光模組10用于顯示裝置的背光時(shí),混光不均容易使
顯示面板的不同區(qū)域出現(xiàn)色差現(xiàn)象。為了使三色光充分混合成白光,
需要增加混光距離,但是這樣做會(huì)增加該背光模組IO的厚度,不符
合背光模組日益輕薄化的發(fā)展趨勢(shì)。
此外,當(dāng)LED背光模組用于中等尺寸或大尺寸的LCD面板時(shí), 為了獲得所需的亮度,必須使用大量的紅色、綠色和藍(lán)色的LED。 當(dāng)使用這些三色LED時(shí),需要適當(dāng)混合各顏色,以發(fā)射均勻的白光。
然而,混合大量的紅色、綠色和藍(lán)色的LED產(chǎn)生的白光,存在 著能量低和色飽和度差等缺點(diǎn);而且,混合LED后產(chǎn)生的白光不夠 均勻,顯示的顏色也不能任意調(diào)整。
有鑒于此,有必要提供一種產(chǎn)生的光具有能量高、色飽和度高、 顏色可調(diào)整且混合均勻等優(yōu)點(diǎn)的混光器。

發(fā)明內(nèi)容
以下,將以實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的混光器。
一種混光器,包括至少兩個(gè)聚光反射裝置和至少兩個(gè)光源,其 中,所述至少兩個(gè)聚光反射裝置分別具有第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn),所 述至少兩個(gè)聚光反射裝置之間共第一焦點(diǎn)設(shè)置,所述至少兩個(gè)光源 分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于至少兩個(gè)聚光反射裝置的第二焦點(diǎn)上,上述混光器 還進(jìn)一步包括一公共出光面,該公共出光面經(jīng)過(guò)第一焦點(diǎn)。
所述混光器的聚光反射裝置中,光源和聚光反射裝置之間設(shè)置 有一挖空結(jié)構(gòu),且聚光反射裝置的外表面為一橢球面,這樣,光源 發(fā)出的光線達(dá)到上述挖空結(jié)構(gòu)后, 一部分光線通過(guò)上述挖空結(jié)構(gòu)底 面匯聚到聚光反射裝置的第一焦點(diǎn)上,另 一部分光線通過(guò)上述挖空 結(jié)構(gòu)側(cè)面后,經(jīng)聚光反射裝置外表面的反射,匯聚到聚光反射裝置 的第 一 焦點(diǎn)上。這樣光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚光反射裝置反射或匯聚后, 都匯聚到第一焦點(diǎn)上。在混光器中,各聚光反射裝置都將光源發(fā)出 的光匯聚到各自的第一焦點(diǎn)上,并呈發(fā)射狀射出。由于在混光器中 各聚光反射裝置共第一焦點(diǎn)設(shè)置,且過(guò)公共的第一焦點(diǎn)設(shè)置有一公 共出光面,因此各聚光反射裝置發(fā)出的光就在公共出光面的第一焦
點(diǎn)處混合。因此上述的混光器產(chǎn)生的光具有能量高、色飽和度高及 混合均勻等優(yōu)點(diǎn)。另外,配合適當(dāng)?shù)目刂破?,個(gè)別操控各聚光反射 裝置中的光源,可以很容易地實(shí)現(xiàn)顏色的任意調(diào)整。進(jìn)一步地,通 過(guò)本發(fā)明所提供的混光器產(chǎn)生的白光,具有能量高、色飽和度高及 混合均勻等優(yōu)點(diǎn),因此可以廣泛地應(yīng)用于液晶顯示領(lǐng)J成和照明系統(tǒng), 彌補(bǔ)白光的不足。


圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)的直下式背光模組的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本技術(shù)方案實(shí)施例的混光器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本技術(shù)方案實(shí)施例的混光器的仰視圖。
圖4為本技術(shù)方案實(shí)施例的聚光反射裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案的混光器進(jìn)行具體說(shuō)明。
本發(fā)明提供了一種混光器,其包括至少兩個(gè)聚光反射裝置和至 少兩個(gè)光源。其中,所述至少兩個(gè)聚光反射裝置分別具有第一焦點(diǎn) 和第二焦點(diǎn),所述至少兩個(gè)聚光反射裝置之間共第一焦點(diǎn)設(shè)置,所 述至少兩個(gè)光源分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于至少兩個(gè)聚光反射裝置的第二焦點(diǎn) 上,上述混光器還進(jìn)一步包括一公共出光面,該公共出光面經(jīng)過(guò)第 一焦點(diǎn)。
請(qǐng)參閱圖2及圖3,本實(shí)施例中的混光器20包括第一聚光反射裝 置IOO、第二聚光反射裝置200及第三聚光反射裝置300。此外,本實(shí) 施例的混光器20還進(jìn)一步包括第 一光源110、第二光源210及第三光 源310。第一聚光反射裝置IOO、第二聚光反射裝置200及第三聚光反 射裝置300可分別為一橢球?qū)嶓w。第一聚光反射裝置100具有一長(zhǎng)軸 Ll及長(zhǎng)軸Ll上的第一焦點(diǎn)O和第二焦點(diǎn)A。第二聚光反射裝置200具 有一長(zhǎng)軸L2及長(zhǎng)軸L2上的第一焦點(diǎn)0和第二焦點(diǎn)B。第三聚光反射裝 置300具有一長(zhǎng)軸L3及長(zhǎng)軸L3上的第一焦點(diǎn)O和第二焦點(diǎn)C。上述三
個(gè)聚光反射裝置共第一焦點(diǎn)O設(shè)置。第一光源110相對(duì)應(yīng)地設(shè)置于第 一聚光反射裝置100的第二焦點(diǎn)A上;第二光源210相對(duì)應(yīng)地設(shè)置于 第二聚光反射裝置200的第二焦點(diǎn)B上;第三光源3 IO相對(duì)應(yīng)地設(shè)置 于第三聚光反射裝置300的第二焦點(diǎn)C上?;旃馄?0過(guò)公共的第 一 焦 點(diǎn)O設(shè)置有一公共出光面23。該公共出光面23與光源相對(duì)應(yīng)設(shè)置。 7>共出光面23為一平面。可以理解,公共出光面23也可為 一曲面, 只需確?;旌掀?0內(nèi)部的光線,可以經(jīng)過(guò)公共出光面23射出,并在 公共的第 一焦點(diǎn)O處混合即可。公共出光面23上還可設(shè)置有一散射 膜,用以將公共出光面23射出的光進(jìn)行散射。
混光器中的光源可以是單色LED光源,也可以是復(fù)色LED光源。 在本實(shí)施例中,光源為三個(gè)單色LED。第 一光源IIO為紅色LED,且 設(shè)置在聚光反射裝置100的第二焦點(diǎn)A上;第二光源210為綠色LED, 且設(shè)置在聚光反射裝置200的第二焦點(diǎn)B上;第三光源310為藍(lán)色 LED,且設(shè)置在聚光反射裝置300的第二焦點(diǎn)C上。長(zhǎng)軸L1與公共出 光面23的夾角為al,長(zhǎng)軸L2與/仝共出光面23的夾角為a2,長(zhǎng)軸L3與 公共出光面23的夾角為a3。其中,夾角al、 a2及a3的取值可以相同, 也可以不相同,其取值范圍為40°-70°。長(zhǎng)軸L1、長(zhǎng)軸L2及長(zhǎng)軸L3 之間的夾角可以相等,也可以不相等。優(yōu)選地,角度al、 a2及a3分 別相等且都為60。;長(zhǎng)軸L1、長(zhǎng)軸L2及長(zhǎng)軸L3之間的夾角相等。
以下將以圖4為例,介紹第一聚光反射裝置100的具體結(jié)構(gòu)。 第一聚光反射裝置IOO可以為一橢球?qū)嶓w,其材料為聚曱基苯烯酸 曱酯(PMMA)或玻璃等透明材料。第一聚光反射裝置100包括一挖 空結(jié)構(gòu)121、與該挖空結(jié)構(gòu)121相對(duì)的出光面23a及連接挖空結(jié)構(gòu) 121和出光面23a的外表面122。挖空結(jié)構(gòu)121為設(shè)置于第一聚光反 射裝置IOO第二焦點(diǎn)A的一端且向第一聚光反射裝置100內(nèi)部凹陷 的凹入部。挖空結(jié)構(gòu)121包括一側(cè)面121a和一底面121b,側(cè)面121a 為圓柱面、圓錐面,底面121b為球面。該5求面的曲率半徑的取值范 圍為2.6-3.5??梢岳斫?,側(cè)面121a還可為其他曲面,只需確保光 源IIO發(fā)出的光,能夠通過(guò)側(cè)面121a導(dǎo)入第一聚光反射裝置100 內(nèi)部即可。底面121b還可為平面或其他曲面,只需確保第一光源110發(fā)出的光,經(jīng)過(guò)底面121b后,匯聚到第一聚光反射裝置100的 第 一 焦點(diǎn)O處即可。
具體地,挖空結(jié)構(gòu)121為在第一聚光反射裝置100上挖去一復(fù) 雜空間結(jié)構(gòu)形成,該復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)為一平面圖形圍繞某一旋轉(zhuǎn)軸旋 轉(zhuǎn)而形成??梢岳斫?,在第一聚光反射裝置100上挖去的復(fù)雜空間 結(jié)構(gòu)的大小,可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,其關(guān)鍵在于能夠確保在 第一聚光反射裝置100上挖去一復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)后形成一足夠大的空 腔,可以將第一光源110放置在第一聚光反射裝置100的第二焦點(diǎn) A上。外表面122為一連接挖空結(jié)構(gòu)121和出光面23a的一橢球面。 第一光源110收容于挖空結(jié)構(gòu)121內(nèi),設(shè)置在第一聚光反射裝置100 的第二焦點(diǎn)A上且其發(fā)光面(未標(biāo)示)與挖空結(jié)構(gòu)121的底面12lb 相對(duì)。外表面122上可設(shè)置有增反膜,用以增強(qiáng)外表面122的反射 功能。
本實(shí)施例的第一聚光反射裝置100工作過(guò)程中,由于第一光源 110設(shè)置于第一聚光反射裝置100的第二焦點(diǎn)A上,第一光源110 發(fā)出的一部分光線經(jīng)過(guò)挖空結(jié)構(gòu)121的側(cè)面121a導(dǎo)入第一聚光反射 裝置100內(nèi)部后,經(jīng)外表面122反射后到達(dá)第一聚光反射裝置100 的第一焦點(diǎn)O,并從第一焦點(diǎn)O處呈發(fā)散狀射出;第一光源110發(fā) 出的另一部分光線,經(jīng)過(guò)挖空結(jié)構(gòu)121的底面121b的匯聚,到達(dá)了 第一聚光反射裝置100的第一焦點(diǎn)O上,并從第一焦點(diǎn)O處呈發(fā)散 狀射出。
與第一聚光反射裝置100的結(jié)構(gòu)相同,第二聚光反射裝置200 包括一挖空結(jié)構(gòu)221、 一與該挖空結(jié)構(gòu)221相對(duì)的出光面23b及連 接挖空結(jié)構(gòu)221和出光面23b的外表面222;該挖空結(jié)構(gòu)221包括 一側(cè)面221a和一底面221b。第三聚光反射裝置300包括一挖空結(jié) 構(gòu)321、 一與該挖空結(jié)構(gòu)321相對(duì)的出光面23c及連4^挖空結(jié)構(gòu)321 和出光面23c的外表面322;該挖空結(jié)構(gòu)321包括一側(cè)面321a和一 底面321b??梢岳斫?,混光器20的公共出光面23由第一聚光反射 裝置100的出光面23a、第二聚光反射裝置200的出光面23b及第 三聚光反射裝置300的出光面23c組成。
由于混光器20中,第一聚光反射裝置100、第二聚光反射裝置 200及第三聚光反射裝置300共第一焦點(diǎn)O設(shè)置,且第二聚光反射 裝置200、第三聚光反射裝置300的工作原理與第一聚光反射裝置 IOO相同。故,第一聚光反射裝置100發(fā)出的紅光從第一焦點(diǎn)O處 呈發(fā)散狀射出,第二聚光反射裝置200發(fā)出的綠光從第一焦點(diǎn)O處 呈發(fā)散狀射出,第三聚光反射裝置300發(fā)出的藍(lán)光也從第一焦點(diǎn)O 處呈發(fā)散狀射出。從而在混光器20的公共出光面23上的公共的第 一焦點(diǎn)O處將紅、綠、藍(lán)三色光進(jìn)行混合,從而產(chǎn)生白光。
本實(shí)施例所提供的混光器20具體制作過(guò)程為將第一聚光反射 裝置100、第二聚光反射裝置200及第三聚光反射裝置300共第一 焦點(diǎn)O設(shè)置,且使各聚光反射裝置的長(zhǎng)軸(L1、 L2、 L3)之間的夾角 都相等;之后過(guò)公共的第一焦點(diǎn)0進(jìn)行切割,從而形成一平面并使 得平面與各聚光反射裝置的夾角相同且都等于60°。上述的平面即
為混光器的公共出光面23。
在本實(shí)施例中,由于采用了將各聚光反射裝置共第一焦點(diǎn)O的 設(shè)置。從而當(dāng)三個(gè)聚光反射裝置分別射出紅、綠、藍(lán)三色的光線時(shí), 三色光線會(huì)在公共出光面23上的公共的第一焦點(diǎn)O處進(jìn)行混合, 從而實(shí)現(xiàn)混光并產(chǎn)生白光。因此,本發(fā)明所提供的混光器產(chǎn)生的白 光具有能量高、色飽和度高及混合均勻等優(yōu)點(diǎn)。
可以理解,本發(fā)明所提供的混光器20,并不僅限于本實(shí)施例所 述的將各聚光反射裝置長(zhǎng)軸之間的夾角相等和各聚光反射裝置的長(zhǎng) 軸與公共出光面23的夾角相等的設(shè)置方式。混光器20還可為各聚 光反射裝置長(zhǎng)軸之間的夾角不相等或各聚光反射裝置的長(zhǎng)軸與公共 出光面23的夾角不相等的方式設(shè)置,只需確保各聚光反射裝置的共 第 一 焦點(diǎn)設(shè)置即可。
另夕卜,本發(fā)明所提供的混光器20并不僅限于本實(shí)施例所述的含 有三個(gè)聚光反射裝置的混光器20。該混光器20還可為含有兩個(gè)聚 光反射裝置或三個(gè)以上的聚光反射裝置的混光器20,只需確保在該 混光器20中的各聚光反射裝置的共第一焦點(diǎn)O設(shè)置即可。
此外,本發(fā)明所提供的混光器,配合適當(dāng)?shù)目刂破?,個(gè)別操控
各聚光反射裝置中的光源,可以實(shí)現(xiàn)顏色的任意調(diào)整,因此本發(fā)明 所提供的混光器不僅可以提供白光光源,也可以提供其他顏色的光 源。
可以理解,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),可以根據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形,而所有這 些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種混光器,包括至少兩個(gè)聚光反射裝置和至少兩個(gè)光源,其特 征在于,所述至少兩個(gè)聚光反射裝置分別具有第一焦點(diǎn)和第二焦 點(diǎn),所述至少兩個(gè)聚光反射裝置之間共第一焦點(diǎn)設(shè)置,所述至少 兩個(gè)光源分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于至少兩個(gè)聚光反射裝置的第二焦點(diǎn)上, 上述混光器進(jìn)一步包括一公共出光面,該公共出光面經(jīng)過(guò)第一焦 點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的混光器,其特征在于,所述聚光反射裝置為 一橢球?qū)嶓w,該聚光反射裝置具有一長(zhǎng)軸,上述第一焦點(diǎn)和第二 焦點(diǎn)設(shè)置于該長(zhǎng)軸上。
3. 如權(quán)利要求2所述的混光器,其特征在于,所述聚光反射裝置包 括一挖空結(jié)構(gòu)、 一與挖空結(jié)構(gòu)相對(duì)的出光面及連接挖空結(jié)構(gòu)和出 光面的外表面,上述挖空結(jié)構(gòu)設(shè)置于聚光反射裝置第二焦點(diǎn)的一 端,所述光源收容于上述挖空結(jié)構(gòu)內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求3所述的混光器,其特征在于,所述公共出光面由至 少兩個(gè)聚光反射裝置的出光面組成。
5. 如權(quán)利要求4所述的混光器,其特征在于,所述混光器的公共出 光面為 一平面。
6. 如權(quán)利要求5所述的混光器,其特征在于,所述公共出光面與上 述至少兩個(gè)聚光反射裝置的長(zhǎng)軸之間的夾角的取值范圍為 40、700。
7. 如權(quán)利要求1所述的混光器,其特征在于,所述混光器的公共出 光面上設(shè)置有散射膜。
8. 如權(quán)利要求3所述的混光器,其特征在于,所述挖空結(jié)構(gòu)包括一 側(cè)面和一底面,光源相對(duì)于底面設(shè)置。
9. 如權(quán)利要求8所述的混光器,其特征在于,所述側(cè)面為一圓柱面 或圓錐面。
10. 如權(quán)利要求8所述的混光器,其特征在于,所述底面為一球面。
11. 如權(quán)利要求3所述的混光器,其特征在f ,所述外表面上設(shè)置有 增反膜。
12. 如權(quán)利要求1所述的混光器,其特征在于,所述光源為單色LED 光源或復(fù)色LED光源。
13. 如權(quán)利要求1所述的混光器,其特征在于,所述聚光反射裝置的 材料為聚曱基苯烯酸曱酯或玻璃。
14. 如權(quán)利要求1所述的混光器,其特征在于,所述混光器包括第一 聚光反射裝置、第二聚光反射裝置及第三聚光反射裝置,上述三 個(gè)聚光反射裝置的長(zhǎng)軸之間的夾角相等,上述三個(gè)聚光反射裝置 的長(zhǎng)軸與公共出光面的夾角相等。
15. 如權(quán)利要求14所述的混光器,其特征在于,所述公共出光面為 平面,三個(gè)聚光反射裝置的長(zhǎng)軸與公共出光面的夾角相等且為 60。。
16. 如權(quán)利要求15所述的混光器,其特征在于,所述混光器分別采 用紅、綠、藍(lán)三種單色LED作光源,且與混光器中的三個(gè)聚光反 射裝置相對(duì)應(yīng)設(shè)置。
全文摘要
一種混光器,包括至少兩個(gè)聚光反射裝置和至少兩個(gè)光源,其中,所述至少兩個(gè)聚光反射裝置分別具有第一焦點(diǎn)和第二焦點(diǎn),所述至少兩個(gè)聚光反射裝置之間共第一焦點(diǎn)設(shè)置,所述至少兩個(gè)光源分別對(duì)應(yīng)設(shè)置于至少兩個(gè)聚光反射裝置的第二焦點(diǎn)上,上述混光器還進(jìn)一步包括一公共出光面,該公共出光面經(jīng)過(guò)第一焦點(diǎn)。本發(fā)明所提供的混光器能產(chǎn)生能量高、色飽和度高、顏色可調(diào)整且混合均勻的光。
文檔編號(hào)F21V7/04GK101363997SQ200710075669
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者鶴 張, 鈞 朱, 金國(guó)藩 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
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