本发明专利技术公开了一种光源和采用该光源的显示器。光源包括激光器、光管和第一光纤。光管包括具有顶面、底面和第一边缘的透明材料层。第一光纤在第一位置处将来自激光器的光耦合到第一边缘。光注入光管使光由顶面反射，光管包括将光经过顶面散射的多个散射中心。激光器可以与热沉热接触，热沉设在适于散热的位置处。在彩色显示器中，光源可以包括多个激光器。来自不同激光器的光可以在到达光管前或在光管中进行混合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适于LCD背光照明显示器的激光光源。
技术介绍
液晶显示器(LCD)用于许多种计算机和消费设备如电视机中。背光照明LCD是象素的阵列，其中每个象素用作快门，使来自位于象素后面的光源的光通过或将其阻挡。通过给象素设置彩色滤波器，使每个象素透射或阻挡特定色彩的光，可以实现彩色显示器。来自每个象素的光强度由该象素处于可透过状态的时间来设定。显示器通常由白光光源照明，该白光光源在显示器的整个背面提供均匀的强度。基于荧光的照明光源特别有吸引力，因为其消耗每一瓦时的功率输出的光高。但是，这样的光源需要高驱动电压，使其对于电池带动的设备适用性较差。结果，在这些应用中，人们对基于LED的光源有很大兴趣。LED具有相似的电气效率和较长寿命。另外，所需的驱动电压也与大多数便携式设备上可用的电池功率相符。照明系统通常在LCD阵列后面使用某种形式的灯箱或光管。光从灯箱的周边注入灯箱。与邻近LCD阵列的表面相对的灯箱表面具有某种形式的散射性覆盖物对光进行散射，以使LCD的背面得到均匀照明。光源的厚度受到灯箱厚度的限制。在用于膝上型计算机和手持设备例如PDA和蜂窝电话的显示器中，显示器的厚度特别重要，因为显示器厚度限制了设备的总体厚度。这些便携式设备中的一些需要厚度小于10mm的灯箱。随着灯箱的厚度减小，将光从侧面以可确保均匀性的方式有效注入灯箱中变得越来越难了。另外，大显示器还存在能量消散的问题。施加到光源的大多数能量被转化为热量而不是光。由于基于LED的光源局限在灯箱周边，所以这些热量集中在围绕灯箱周边的区域中。怎样将热量从光管边缘传递到一个更适于将热量传递到显示器外部环境的表面是一个严重的问题。
技术实现思路
本专利技术包括光源和采用该光源的显示器。光源包括第一激光器、光管和第一光纤。激光器发射第一波长的光。光管包括具有顶面、底面和第一边缘的透明材料层。第一光纤具有贴近第一边缘的第一端和接收来自第一激光器的光的第二端。来自第一端的光在第一位置处注入光管。光管可以包括对光进行散射的散射中心，所述散射使得部分散射光倾斜照射到光管的顶面，使散射光经过顶面离开光管。通过将光管设在显示元件附近，使来自光管的光照明显示元件，可以用该光源来构成显示器。附图说明图1是现有技术的光源10的俯视图。图2是光源10沿2-2线的剖视图。图3是根据本专利技术一种实施例的光源30的俯视图。图4是光源30沿4-4线的剖视图。图5是根据本专利技术另一种实施例的光源50的俯视图。图6是光管60的俯视图，其中光管的边缘彼此不平行。图7是根据本专利技术另一种实施例的光源的俯视图。图8是根据本专利技术另一种实施例的光源的俯视图。图9是采用了根据本专利技术一种实施例的光源的设备100的剖视图。图10是采用了根据本专利技术的光源的另一种实施例的设备110的剖视图。具体实施例方式参考图1和图2可以更容易地理解本专利技术获得其优点的方式，图1和图2图示了用于照明LCD显示器16的现有技术灯箱结构。图1是光源10的俯视图，图2是沿2-2线的光源10的剖视图。光源10使用LED 11的阵列照明光管12。LED安装在电路板13上，电路板13安装在向LED提供电能的第二板15上。LED设置为使离开每个LED顶部的光照明光管12的端部。相对于表面21的法线以大于临界角的角度进入光管12的光在光管12中来回反射，直到光由表面17上的颗粒22吸收或散射。以大于临界角的角度照射到表面21的散射光离开光管并照明LCD显示器16的背面。图1和图2所示的结构具有一些问题。首先，LED提供的光源具有发散的光束，即使在没有散射中心的情况下，它在损耗掉之前也只能在光管中行进较少的次数。假设光管的端部19是良好的反射器。到达端部19的光向LED阵列反射回去。即使衬底13是反射性的，大部分照射到邻近LED的端部的光也会损耗掉，因为光会由LED散射或吸收。因此，为了有效地给表面21提供照明，必须有足够的散射中心来使所有在光管中行进的光向表面21运动。结果，当光从LED向端部19行进时，强度大大降低了。这样的强度降低导致了沿表面21的强度梯度，除非散射中心沿表面17以非均匀方式分布。合适的分布图样是对表面15处注入光的几何形状敏感的函数，因此，这种解决方案对于光源的对准公差提出了很高的限制，从而增加了光源的成本。其次，来自LED的光混合较差，特别是在靠近LED的区域18处。使用独立封装的LED会使这个问题更糟，因为必须使光源之间的距离大到足以容纳各个LED芯片的封装。因此，要么LCD显示器16的边缘照明较差，要么就必须延长光管使非均匀照明区域不在LCD显示范围的下方。后一种解决方案增加了显示器所在装置的尺寸，因此不合乎要求。第三，必须散去LED产生的热量，或者在印刷线路板13的背面14上，或者将其传导至印刷线路板15。表面14上可用于散热的面积受到印刷线路板13的高度限制。随着显示器厚度减小，该高度也必然减小。或者，可以将热量经过印刷线路板13传导至有较大面积可用于散热的印刷线路板15。但是，热量流动受到印刷线路板13的厚度限制。另外，这种解决方案对印刷线路板15的布局设置了限制，因为这个板必须接近能将热量散发到外部环境中的表面。最后，如果印刷线路板15受热严重，则印刷线路板15将由于传递热量的内部核心的热膨胀而弯曲。这种弯曲可能改变LED与光管的对准，从而改变注入光管的光的几何形状。第四，由于光管和空气之间折射率之差引起的反射，LED产生的一大部分光在空气-光管界面处损失掉了。如果LED透镜24与光管端部23之间的空间填充具有一定折射率的材料，则会失去透镜的成像特性，因此LED产生的一大部分光不能被投射到狭窄的光管中。本专利技术基于这样的观察情况，即来自激光器的光与来自LED的光不同，它本身是准直的，因此可以比来自LED的光更有效地耦合到光管中。耦合可以在光导例如光纤的帮助下进行，因此激光器可以设在离开光管一定距离处，从而使激光器可以设置在对于散发来自激光器的热量更有利的位置处。现在参考图3和图4，它们图示了根据本专利技术的光源的一种实施例。图3是光源30的俯视图，图4是从4-4线处的光源30剖视图。为了简化下列说明，光源30只使用一种色彩来照明LCD显示器16。具有多种色彩的光源的构造方式将在下面进行详细讨论。光源30包括由来自激光器31的光照明的光管32。来自激光器31的光由耦合器33耦合到多个光纤，例如光纤35。光纤结合到光管32的边缘36。边缘36除了光进入时所经的区域以外都是反射性的。另外，光管32的其余边缘37-39和底面41也是反射性的。因此，引入光管32的光由顶面和底面以及侧面反射，直到光由40所示散射中心吸收或散射，并沿LCD面板16的方向离开光管。应当注意，即使在光管非常薄的情况下，光纤的直径也比光管厚度小得多，因此，照射到表面36的大部分光被该表面反射回光管32。少量离开并返回光纤中的光被耦合回激光器31。激光器31具有两个反射镜组成的腔，每端一个。返回激光器31的大部分光会被第一个反射镜反射回光纤。剩余的光将进入激光器腔内，在其中被放大并返回光纤。因此，经过光纤离开光管32的大部分光会返回光管32。光管32由光学传输长度比光管32的最大尺寸大得多的材料构成。为了讨论目的，“光学传输长度”定义为由本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光源，包括：第一激光器，所述第一激光器发射第一波长的光；光管，所述光管包括具有顶面、底面和第一边缘的透明材料层；和第一光纤，所述第一光纤具有贴近所述第一边缘的第一端和接收来自所述第一激光器的光的第二端，来自所述第 一端的光在第一位置处注入所述光管。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文D莱斯特尔，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。