本发明专利技术涉及激光显示和照明领域，特别涉及一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置和显示装置。本发明专利技术提出了一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，包括激励点光源（101）、导光板（802）和线激光成型控制元件（201），所述激励点光源（101）发出的光通过线激光成型控制元件（201）转换为线光源进入到导光板，其特征在于：所述的线激光成型控制元件（201）嵌入导光板（802）入射端内部，与激烈点光源（101）一一对应。本发明专利技术提高了入射光的分布均匀性和减小由于入射光在经过透镜和导光板之间的距离时形成的空间光损耗，进一步提高了入射光和导光板间的耦合效率，提高了出射光的亮度，减小显示器的总体成本。
A Backlight Coupling Device and Display Device with Lens Embedded in the Array Side
【技术实现步骤摘要】
一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置和显示装置
本专利技术涉及激光显示和照明领域，特别涉及一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置和显示装置。
技术介绍
导光板是现代背光显示器制作中的核心部件，其主要的用途是将入射光进行光束整形并转化为出射光，因此从原理上讲导光板是光束整形和光学耦合器件。其光学耦合效率完全取决于器件的光学结构设计。为提高显示器的光学品质，包括光亮度和色域，高的光学耦合效率是光学背光显示器制作中一直追寻的目标。导光板光学耦合器件包括两部分，光源和导光板，其中光源可以是LED，也可以是激光。LED具有成本低的特点，但亮度不够，且由于LED光源为宽广谱光源，因此以其作光源的显示器色域比较低；相反，激光器具有很高的亮度，很窄的带宽，因此具有很大的潜力，而且随着技术的发展和新技术的开发，优质激光器的成本也会逐渐降低。无论是LED还是半导体激光器光源，由于其出射光斑的尺寸处于毫米级别，相对于几十到几百厘米宽的显示器而言，仍然属于小尺寸，因此可近似为点光源。导光板的目的就是将点光源变成均匀的面光源，并结合其它光学增益和液晶显示模块制成显示器。为满足显示器亮度的最终要求，显示器一般都采用多个LED或多个激光器的阵列设计形式，由于LED和激光器都属于点光源，多个LED或是多个激光器在导光板入射界面排列，在导光板的光源入射端往往会形成不均匀的光斑阴影，这势必影响入射光源在导光板中的光学分布，从而影响出射光的均匀性，因此也最终会影响显示器的均匀性。为减小由于点光源阵列在导光板入射端排列阴影形成的非均匀光能量分布，一般的方法是通过将点光源先变成线光源的办法，即将点光源通过一字线透镜或着鲍威尔透镜转换为线光源，从而提高入射光的均匀性。点光源通过线透镜变成线光源的宽度越大，由这些线光源形成的总的线光源的均匀性就越高，随之而形成面光源的出光均匀性越高，显示器的显示均匀性越高。根据一字线透镜或鲍威尔透镜的成像原理，为提高所形成线光的长度，透镜的安装需要跟导光板形成一定的距离，而正是在这个空间，会有一部分光扩散到空气中，形成漏光，也就是说一部分从透镜射出的光泄露到大气中而没有得到充分的利用。如果这些漏光的比例比较高，那么造成的光的损耗就会比较大，势必影响整个显示器的成本。本专利技术即针对以上多个点光源排列在导光板入射端可能形成的光斑阴影引起的出光非均匀性和由于透镜与导光板之间的距离形成的空间光损耗的不足而提出的，目的就是为了提高出光均匀性和提高整个显示系统的光耦合效率，从而减小系统成本。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：多个点光源在导光板入射端排列可能形成的光斑阴影引起的出光均匀性和透镜的出射光经过透镜与导光板之间的距离时所形成的空间散射光损耗。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提出了一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，包括激励点光源101、导光板802和线激光成型控制元件201，所述激励点光源101发出的光通过线激光成型控制元件201转换为线光源进入到导光板，所述的线激光成型控制元件201嵌入导光板802入射端内部，与激烈点光源101一一对应。所述的线激光成型控制元件201为一字线透镜或者鲍威尔透镜。所述线激光成型控制元件201与导光板由速粘胶连接。所述线激光成型控制元件201表面镀减反膜。所述的线激光成型控制元件201为双长边成对排列安装或者双短边成对安装或者四边成对安装。所述的线激光成型控制元件201排列呈阵列式，所述激励点光源101排列呈陈列排布。所述的一字线透镜或者鲍威尔透镜的材质为玻璃或抗老化有机材料。所述的激励点光源101为蓝色激光光源，蓝色激光光源的波长范围为450nm-455nm，功率大于1.5瓦。所述蓝色激光光源由半导体激光器组成，所述蓝色激光光源中每个光源与一个热沉散热导流槽相连。本专利技术还提供了一种显示装置，包括如权利要求1-9任一权利要求所述的阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，所述的耦合装置的底部为反射膜片801，上部依次为导光板802，量子点膜803、增量膜804和液晶控制板805。3、有益效果：本专利技术提高了入射光的分布均匀性和减小由于透镜在导光板外的情况下入射光在经过透镜和导光板之间的距离时形成的空间光损耗，进一步提高了入射光和导光板间的耦合效率，提高了出射光的亮度，减小显示器的总体成本。附图说明图1为本专利技术的双长边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入导光板背光结构俯视图。图2为双长边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入导光板背光显示系统总结构侧视图。图3是单边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入楔形导光板背光结构。图4是双长边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入导光板背光结构。图5是双短边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入导光板背光结构。图6是四边入射一字线透镜或鲍威尔透镜阵列侧嵌入导光板背光结构。具体实施方式下面通过附图和实施例来对本专利技术进行详细说明。本专利技术提出了一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，包括激励点光源101、导光板802和线激光成型控制元件201，所述激励点光源101发出的光通过线激光成型控制元件201转换为线光源进入到导光板，所述的线激光成型控制元件201嵌入导光板802入射端内部，与激烈点光源101一一对应，。将线激光成型控制元件201嵌入导光板802入射端内部，使得所有从线激光成型控制元件201出射的光兼落在导光板802内部，这样彻底取消由于透镜和导光板之间的距离所形成的空间光损耗。本专利技术采用阵列式激励点光源101，是为了更好的控制激光器的亮度和功率消耗。单颗激光器的所需功率由导光板及其光学膜组的总导光效率决定，太低不能达到实现有效显示所需的高亮，太高既浪费资源，又有可能产生不必要的光污染，随之增加系统的复杂性，也会增加系统的成本。为提高激光模块到导光板的耦合效率，本专利技术采用了阵列嵌入式透镜组的概念，使得高亮度激光可以经过一组阵列嵌入式透镜变成线激光，更有效地导入导光板。为了减少线激光的波束宽度，本专利技术采用一字线透镜或鲍威尔透镜结构。一字线透镜或鲍威尔透镜可以通过控制出射光的展宽角度来有效减小出射光束的宽度。出射光束的宽度越接近于导光板的光学扩展量，则两系统的耦合越有效。由于所有透镜兼位于导光板内部，因此可使得入射光经一字线透镜或鲍威尔透镜与导光板之间的空间距离所形成的散射损耗减至最低，进一步提高线激光与导光板的光耦合效率，从而有效减小本显示系统的总的成本。所述的一字线透镜或鲍威尔透镜轴向方位角可通过透镜轴向调整部件预先手动调节；所述一字线透镜或鲍威尔透镜与激烈点光源101的位置可微调，调节范围0到几个毫米，所述一字线透镜或鲍威尔透镜与蓝色激光光源之间的距离通过光源固定架调节；还包括所述的嵌入式一字线透镜或鲍威尔透镜在导光板入射端深入距离为零，透镜表面镀减反膜；一字线透镜或鲍威尔透镜的厚度可调，其厚度要求由点光源经透镜形成的线光光斑质量要求决定；一字线透镜或鲍威尔透镜的长度即深入到导光板内部的尺寸可调，由点光源经透镜形成的线光光斑质量决定；一字线透镜或鲍威尔透镜可位于楔形导光板的较厚一端内部也可以位于平板型导光板的4面；一字线透镜或鲍威尔透镜组成的嵌入式光学设计可以双长边成对排列安装，也可以双短边成对安装，或者四边成对安装，其所需数量由最终显示本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，包括激励点光源（101）、导光板（802）和线激光成型控制元件（201），所述激励点光源（101）发出的光通过线激光成型控制元件（201）转换为线光源进入到导光板，其特征在于：所述的线激光成型控制元件（201）嵌入导光板（802）入射端内部，与激励点光源（101）一一对应。
【技术特征摘要】
1.一种阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，包括激励点光源（101）、导光板（802）和线激光成型控制元件（201），所述激励点光源（101）发出的光通过线激光成型控制元件（201）转换为线光源进入到导光板，其特征在于：所述的线激光成型控制元件（201）嵌入导光板（802）入射端内部，与激励点光源（101）一一对应。2.如权利要求1所述的阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，其特征在于：所述的线激光成型控制元件（201）为一字线透镜或者鲍威尔透镜。3.如权利要求1或2所述的，其特征在于：所述线激光成型控制元件（201）与导光板由速粘胶连接。4.如权利要求1或2所述的，其特征在于：所述线激光成型控制元件（201）表面镀减反膜。5.如权利要求1或2所述的阵列侧嵌入透镜式导光板背光耦合装置，其特征在于：所述的线激光成型控制元件（201）为双长边成对排列安装或者双短边成对安装或者四边成对安装。6.如权利要求1或2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉平，
申请(专利权)人：南京第五十五所技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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