CN100523911C - 用于平面显示设备的导光装置及相关的平面显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于平面显示设备的导光装置，该平面显示设备包括用来发出已调制光束的影像来源及用来显示影像的显示面板，导光装置包括内含入光面及出光面的平面型导光板、包括多个用来个别地调整并引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板的入光面上的预定位置的透镜单元的透镜阵列、用来接收平面型导光板的出光面所射出的已调制光束并使之射出至显示面板上以于该显示面板上形成影像的楔型导光板、及用来将楔型导光板固定于平面型导光板上的固定装置。借助于这种结构，显示面板上所呈现的影像不会发生失真。此外，戴森反折射系统及奥夫纳反折射系统的设置使得平面型导光板可折至楔型导光板的后方，因此，本平面显示设备较精巧。

Description

用于平面显示设备的导光装置及相关的平面显示设备
技术领域
本发明涉及一种平面显示设备，尤其涉及一种用于平面显示设备的导光装置及相关的平面显示设备。
背景技术
请参阅图1，图1为现有的平面显示设备10的示意图。平面显示设备10包括影像来源12、投影透镜14、平面型导光板16、楔型导光板18、固定装置20、以及显示面板22。
影像来源12用来发出多个阵列排列的、形成影像的已调制光束；显示面板22用来显示影像；平面型导光板16包括入光面24及出光面26，平面型导光板16可将入射至入光面24的已调制光束射出于出光面26，以延展所述多个已调制光束所形成的影像；投影透镜14用来将影像来源12所产生的影像(也就是所发出的已调制光束)投影至平面型导光板16的入光面24上；楔型导光板18用来接收平面型导光板16所延展后的影像(该延展后的影像经由楔型导光板18的入光面28进入至楔型导光板18内)，并借助于楔形面30的反射作用逐渐减小所述已调制光束入射于平板面32的入射角度，以将该影像逐渐地由下而上形成于显示面板22上。
虽然投影透镜14可将影像来源12所发出的已调制光束皆投影至平面型导光板16的入光面24上，但却不能将每一已调制光束皆投影至平面型导光板16的入光面24上的理想位置处。举例来说，投影透镜14在将所述已调制光束投影至平面型导光板16的入光面24上时，常会顾此失彼地将影像来源12中央部分的已调制光束投影至平面型导光板16的入光面24上的理想位置的同时、未将影像来源12的周围部分的已调制光束投影至平面型导光板16的入光面24上的理想位置处，因此，显示面板22上所呈现的影像便会发生失真。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于平面显示设备的导光装置及相关的平面显示设备，以克服现有技术的缺陷。
本发明的导光装置用于平面显示设备，该平面显示设备包括一个用来发出阵列排列的已调制光束(modulated light beam)的影像来源、以及用来显示影像的显示面板。而该导光装置包括平面型导光板(slab waveguide)、透镜阵列(lens array)、楔型导光板(wedge waveguide)、以及固定装置。该平面型导光板包括入光面及出光面，其中，出光面面对入光面。透镜阵列包括多个阵列排列的透镜单元，它们分别对应于阵列排列的所述已调制光束，每一透镜单元皆用来个别地调整及引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板的入光面的预定位置。楔型导光板包括入光面及出光面，楔型导光板的入光面用来接收平面型导光板的出光面所射出的已调制光束，楔型导光板的出光面被设置于显示面板的一侧，用来将楔型导光板的入光面所接收的已调制光束射出至显示面板上，以于显示面板上形成影像。固定装置用来将楔型导光板固定于平面型导光板上。
本发明的平面显示设备包括一个影像来源、显示面板、平面型导光板、透镜阵列、楔型导光板、以及固定装置。影像来源用来发出阵列排列的已调制光束。显示面板用来显示影像。平面型导光板包括入光面及出光面，其中，出光面面对所述入光面。所述透镜阵列包括多个阵列排列的透镜单元，它们分别对应于阵列排列的已调制光束，每一透镜单元皆用来个别地调整及引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板的入光面的预定位置。楔型导光板包括入光面及出光面，楔型导光板的入光面用来接收该平面型导光板的出光面所射出的已调制光束，楔型导光板的出光面被设置在显示面板的一侧，用来将楔型导光板的入光面所接收的已调制光束射出至显示面板上，以在显示面板上形成影像。固定装置用来将楔型导光板固定于平面型导光板上。
附图说明
图1为现有的平面显示设备的示意图；
图2为本发明第一实施方式中的平面显示设备的示意图；
图3为图2所示的平面显示设备的光学路径图；
图4为本发明第二实施方式中的平面显示设备的示意图；
图5为本发明第三实施方式中的平面显示设备的示意图。
附图标记说明
10、40、50、平面显示设备          12     影像来源
60
14          投影透镜              16     平面型导光板
18          楔型导光板            20     固定装置
22          显示面板              24、28 入光面
26          出光面                30     楔型面
32          平板面                44     透镜阵列
46          透镜单元              52     戴森反折射系统
62          奥夫纳反折射系统
具体实施方式
请参见图2，图2为本发明第一实施方式中的平面显示设备40的示意图。除了影像来源12、平面型导光板16、楔型导光板18、固定装置20、以及显示面板22外，平面显示设备40还包括透镜阵列44，其用来将影像来源12所产生的影像(也就是所发出的已调制光束)投影至平面型导光板16的入光面24上。在平面显示设备40中，平面型导光板16、楔型导光板18、固定装置20、以及透镜阵列44共同形成导光装置。
透镜阵列44包括多个阵列排列的透镜单元46，它们分别对应于影像来源12所发出的多个阵列排列的已调制光束，每一透镜单元46皆用来个别地调整及引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板16的入光面24的预定位置。
请参见图3，图3为平面显示设备40的光学路径图。为便于说明，图3中只示出了影像来源12、透镜阵列44及平面型导光板16。如图3所示，透镜阵列44中的每一透镜单元46皆可个别地调整及引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板16的入光面24的预定位置。如此一来，显示于显示面板22上所呈现的影像便不会发生失真。影像来源12可包括用来发出光线的光源、以及数字微镜装置(digital micro-mirror device)，该数字微镜装置包括多个阵列排列的微镜片，用来反射光源所传来的光线，以形成多个已调制光束；平面显示设备40中的影像来源12可为数字光源处理器(DLP)、液晶显示面板(LCD)、或单晶硅液晶显示面板(LCOS)。
请参阅图4及图5，图4为本发明第二实施方式中的平面显示设备50的侧视图，图5为本发明第三实施方式中的平面显示设备60的侧视图。与第一实施方式中的平面显示设备40不同，它们包括头碰头式(head to head)排列的平面型导光板16及楔型导光板18(平面型导光板16的出光面26面对楔型导光板18的入光面28)，第二实施方式中的平面显示设备50及第三实施方式中的平面显示设备60也可包括肩并肩式(shoulder to shoulder)排列的平面型导光板16及楔型导光板18。
除了平面型导光板16及楔型导光板18外，平面显示设备50还包括戴森反折射系统(Dyson catadioptric system)52，而平面显示设备60则另包括奥夫纳反折射系统(Offner catadioptric system)62。当然，平面显示设备50、60均包括了影像来源12、固定装置20、显示面板22、以及透镜阵列44，只是为了说明方便起见，在图4和图5中未示出这些组件。
戴森反折射系统52及奥夫纳反折射系统62皆设置于平面型导光板16的出光面26及楔型导光板18的入光面28的一侧，用来将平面型导光板16的出光面26所射出的已调制光束反折射至(循着箭头所示的方向)楔型导光板18的入光面28。
由于显示设备内的平面型导光板16肩并肩地设置于楔型导光板18旁，所以，无论是平面显示设备50还是平面显示设备60皆具有较第一实施方式中的平面显示设备40更为精巧的结构。
与现有技术相比，本发明的平面显示设备40、50、60包括透镜阵列44，由于透镜阵列44内的每一透镜单元46皆可个别地调整及引导相对应的已调制光束入射至平面型导光板16的入光面24的预定位置，因此，显示面板22上所呈现的影像不会发生失真。此外，戴森反折射系统52及奥夫纳反折射系统62的设置使得平面型导光板16可折至楔型导光板18的后方，并使得平面显示设备50、60皆具有较为精巧的结构。
以上仅对本发明的优选实施方式进行了描述，凡在本发明权利要求所要求保护的范围内作出的等同变换与修饰皆应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于平面显示设备的导光装置，该平面显示设备包括一个用来产生阵列排列的已调制光束的影像来源和用来显示影像的显示面板，所述导光装置包括：
平面型导光板，其包括入光面及出光面，所述出光面与所述入光面面对；
透镜阵列，其包括多个阵列排列的透镜单元，它们分别对应于阵列排列的所述已调制光束，每一透镜单元皆用来个别地调整并引导相对应的已调制光束入射至所述平面型导光板的入光面的预定位置；
楔型导光板，其包括入光面及出光面，该楔型导光板的入光面用来接收所述平面型导光板的出光面所射出的已调制光束，该楔型导光板的出光面设置于所述显示面板的一侧，用来将该楔型导光板的入光面所接收的已调制光束射出至所述显示面板上，以在所述显示面板上形成影像；及
固定装置，其用来将所述楔型导光板固定于所述平面型导光板上。
2.如权利要求1所述的导光装置，其中，还包括戴森反折射系统，其被设置于所述平面型导光板的出光面及所述楔型导光板的入光面的一侧，用来将所述平面型导光板的出光面所射出的光束反折射至所述楔型导光板的入光面。
3.如权利要求1所述的导光装置，其中，还包括奥夫纳反折射系统，其被设置于所述平面型导光板的出光面及所述楔型导光板的入光面的一侧，用来将所述平面型导光板的出光面所射出的光束反折射至所述楔型导光板的入光面。
4.一种平面显示设备，其包括：
一个影像来源，其用来发出阵列排列的已调制光束；
显示面板，其用来显示影像；
平面型导光板，其包括入光面及出光面，该出光面与所述入光面面对；
透镜阵列，其包括多个阵列排列的透镜单元，它们分别对应于阵列排列的所述已调制光束，每一透镜单元用来个别地调整并引导相对应的已调制光束入射至所述平面型导光板的入光面的预定位置；
楔型导光板，其包括入光面及出光面，该楔型导光板的入光面用来接收所述平面型导光板的出光面所射出的光束，该楔型导光板的出光面被设置于所述显示面板的一侧，用来将楔型导光板的入光面所接收的光束射出至所述显示面板，以于所述显示面板上形成影像；及
固定装置，其用来将所述楔型导光板固定于所述平面型导光板上。
5.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，还包括戴森反折射系统，其被设置于所述平面型导光板的出光面及所述楔型导光板的入光面的一侧，用来将所述平面型导光板的出光面所射出的光束反折射至所述楔型导光板的入光面。
6.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，还包括奥夫纳反折射系统，其被设置于所述平面型导光板的出光面及所述楔型导光板的入光面的一侧，用来将所述平面型导光板的出光面所射出的光束反折射至所述楔型导光板的入光面。
7.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，所述影像来源包括：
光源，其用来发出光线；及
数字微镜装置，其包括多个阵列排列的微镜片，用来反射所述光源传来的光线，以形成所述已调制光束。
8.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，所述影像来源为数字光源处理器。
9.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，所述影像来源为液晶显示面板。
10.如权利要求4所述的平面显示设备，其中，所述影像来源为单晶硅液晶显示面板。
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