CN103791325B - 一种背光源和透明显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光源和透明显示器，其中背光源包括光源、导光光纤和传输光纤，导光光纤和传输光纤通过耦合关节连接，导光光纤的第一端连接光源，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口连接，耦合关节中设置有反射元件，传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口连接，传输光纤的第二端设置有反射头；当光源发光时，导光光纤中的光线在耦合关节中被反射元件反射，反射光进入到传输光纤中，最后由反射头发射光。该背光源利用光纤作为光管，通过耦合关节将两段光纤连接起来，反射头反射出的光线投射在显示屏的背面，从而实现背光。上述背光源的设计由于具有可折叠的特点，使用起来灵活方便，并且适用于透明显示器的背光。

Description

一种背光源和透明显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种背光源和透明显示器。
背景技术
在显示领域中显示器一般包括背光模组和显示面板，传统技术中制作背光模组时主要采用CCFL（ColdCathodeFluorescentLamp，冷阴极荧光灯管）、LED（LightEmittingDiode，发光二极管）等作为光源，LED光源由于其高光效、体积小、单色性好、寿命长、可靠性高等优点已经成为当今照明的主流。
当今液晶显示器采用的背光源也多为LED，但是这些LED或者CCFL光源不适用于透明显示中。现有技术中的透明显示器的实现是制作一种特殊的导光板，在两个相对设置的导光板的相对面上设置有透明电极，在两个透明基板设置特殊的高分子材料，导光板从背光源的出光侧完全覆盖显示区域。
但是这种背光源，尤其是导光板的制作非常复杂，而且制作得到的透明显示器还需要导光板，将光源发射的点光源或线光源转化为面光源投射在液晶屏上，实现显示功能。但是对于现有的背光源中除了包括冷阴极荧光灯管或者发光二极管，结合一些功能膜片，再通过最外边的框架进行组合形成背光模组，最后再将得到的背光模组与显示面板组合形成显示器，但是这种背光源安装和使用都不够灵活，所以在透明显示领域中背光源的设计与制作仍然是一个难点。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种应用在透明显示器中的背光源，可以灵活的对背光源进行操作。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种背光源，包括光源、导光光纤和传输光纤，导光光纤和传输光纤通过耦合关节连接，其中，导光光纤的第一端连接光源，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口连接，所述耦合关节中设置有反射元件，传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口连接，传输光纤的第二端设置有反射头；
当光源发光时，导光光纤中的光线在耦合关节中被所述反射元件反射，反射光进入到传输光纤中，最后由所述反射头发射光。
进一步地，所述光源为窄发散角光源，发散角的范围为0至15度。
进一步地，所述导光光纤为锥形光纤，所述锥形光纤的顶端连接所述光源，该锥形光纤的底端连接所述耦合关节。
进一步地，所述导光光纤和传输光纤相互垂直。
进一步地，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口活动连接，和/或传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口活动连接。
进一步地，所述反射头为全反射头，传输光纤发射的光为全反射光。
进一步地，在所述反射头的终端还设置有曲面透镜，反射光透过曲面透镜得到均匀的光线。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种透明显示器，包括显示屏和边框，还包括以上所述的背光源，所述边框的背面设置有凹槽，所述背光源嵌在所述凹槽内，
所述背光源中的导光光纤始终嵌在所述边框背面的凹槽中，传输光纤在折叠时嵌在所述边框背面的凹槽中，传输光纤在展开时能够绕导光光纤的中心轴线转动从而从凹槽中伸出；
在传输光纤处于展开状态，当光源发光时，从所述背光源发出的光能够投射在显示屏的背面。
进一步地，所述背光源的导光光纤与传输光纤相互垂直，所述边框为矩形；
所述背光源的耦合关节嵌在所述边框的四个角部之一，导光光纤和传输光纤分别嵌在构成该角部的两个边的凹槽内。
进一步地，所述传输光纤在充分展开时垂直于显示屏的平面。
进一步地，当传输光纤在展开时，导光光纤能够在凹槽中转动，传输光纤随着导光光纤的转动而转动，从而从凹槽中伸出；或者
导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口活动连接，当传输光纤在展开时，导光光纤固定在凹槽中并且与耦合关节之间形成相对转动。
（三）有益效果
本发明实施例提供的一种背光源和透明显示器，其中背光源包括光源、导光光纤和传输光纤，导光光纤和传输光纤通过耦合关节连接，其中，导光光纤的第一端连接光源，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口连接，耦合关节中设置有反射元件，传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口连接，传输光纤的第二端设置有反射头；当光源发光时，导光光纤中的光线在耦合关节中被反射元件反射，反射光进入到传输光纤中，最后由反射头发射光。上述背光源利用光纤作为光管，通过耦合关节将两段光纤连接起来，光源出来之后通过导光光纤到达耦合关节处，经过反射再沿着传输光纤进行传输，最后再经过反射头进行反射，射出的光线投射在显示屏的背面，从而实现背光。上述背光源的设计由于具有可折叠的特点，使用起来灵活方便，并且适用于透明显示器的背光。
附图说明
图1是本发明实施例一中提供的一种背光源的结构示意图；
图2是本发明实施例一中传输光纤的俯视图；
图3是使用本发明实施例一中提供的背光源得到的光路图；
图4是本发明实施例二中提供的背光源的透明显示器的背面示意图；
图5是本发明实施例二提供的透明显示器的正面示意图；
图6是本发明实施例二提供的透明显示器中传输光纤折叠时的背面立体结构示意图；
图7是本发明实施例二提供的透明显示器中传输光纤展开时的背面立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
本发明实施例一提供了一种背光源，结构示意图如图1所示，具体包括光源1、导光光纤2和传输光纤4，导光光纤2和传输光纤4通过耦合关节3连接，其中，导光光纤2的第一端21连接光源1，导光光纤2的第二端22与耦合关节3的第一端口31连接，耦合关节3中设置有反射元件30，传输光纤4的第一端41与耦合关节3的第二端口32连接，传输光纤4的第二端42设置有反射头5；
当光源1发光时，导光光纤2中的光线在耦合关节3中被反射元件30反射，反射光进入到传输光纤4中，最后由反射头5发射光。。
优选地，本实施例中的光源1为窄发射角光源，发射角的角度范围为0至15度。进一步地，光源的发射角范围的选择还与导光光纤的纤芯直径、传输需求等多种因素有关，本实施中给出的发射角角度范围为0至15度适用于常用光纤，并满足图像显示的传输需求。
优选地，本实施例中的导光光纤2为锥形光纤，锥形光纤的结构示意图如图1所示，具体的，锥形光纤的顶端连接光源1，该锥形光纤的底端连接耦合关节3。锥形光纤组合成的光锥，不但具有光学纤维面板集光性能好、分辨率高、无失真地传递图像等特点外，而且可以提供一种放大的或缩小的，无畸变的图像传输，因此可以满足不同规格图像输入、输出的需要。更优选，本实施例中选择圆锥光纤作为导光光纤。
进一步地，本实施例中的导光光纤2和传输光纤4相互垂直，且导光光纤2的第二端22、传输光纤4的第一端41分别与耦合关节3的第一端口31和第二端口32连接，导光光纤2中的光线在耦合关节3中经过反射元件30进行一次反射，反射光进入到传输光纤4中，如图1所示。
进一步地，本实施例中导光光纤2的第二端22与耦合关节3的第一端口31活动连接，和/或传输光纤4的第一端41与耦合关节3之间的连接为活动连接，具体的是与耦合关节3的第二端口32之间是活动连接，折叠前传输光纤4与导光光纤2在同一水平面相互垂直，折叠后传输光纤4与导光光纤2在同一竖直平面相互垂直，折叠后的俯视图如图2所示，即只能看到光源1、导光光纤2和耦合关节3。
进一步地，本实施例中的反射头5为全反射头，传输光纤发射的光为全反射光。
进一步地，本实施例中的在反射头5的终端还设置有曲面透镜6，反射光透过曲面透镜6得到均匀的光线。具体的，该曲面透镜为自由曲面透镜，通过透镜的折射面对光线进行折射。
通过使用上述背光源得到的光路图如图3所示，工作原理如下：
光源1发射的光纤经过导光光纤2到达耦合关节3处，在耦合关节3中经过反射元件30的反射，光路发生90度转折，进入到传输光纤4中，最后通过传输光纤4的第二端42设置的发射头5进行全反射，反射的光线再经过曲面透镜的折射，射出的光线均匀照射出去，投射在显示屏上就能实现背光。
上述背光源的设计由于具有可折叠的特点，使用起来灵活方便，并且适用于透明显示器的背光，具有较强的实用性。
实施例二
本发明实施例二还提供了一种透明显示器，背面示意图如图4所示，包括显示屏20和边框30，并且还包括上述实施例一中的背光源10，边框30背面设置有凹槽300，背光源10嵌在凹槽300内，背光源10中的导光光纤2始终嵌在边框30背面的凹槽300中，传输光纤4在折叠时嵌在边框30背面的凹槽300中，传输光纤4在展开时能够绕导光光纤2的中心轴线转动从而从凹槽300中伸出；在传输光纤4处于展开状态，，当光源发光时，从背光源10发出的光能够投射在显示屏20的背面。由于本实施例中是将可折叠的背光源嵌入在边框的背面，因此显示器的正面与普通的透明显示器几乎没有区别，如图5所示。
优选地，本实施例中背光源10的导光光纤2与传输光纤4相互垂直，边框30为矩形；
背光源10的耦合关节3嵌在边框30的四个角部之一，导光光纤2和传输光纤分别嵌在构成该角部的两个边的凹槽内中的四个耦合关节3嵌入在边框背面凹槽300的四个角上，与每个耦合关节连接的导光光纤2和传输光纤4分别嵌在构成该角部的两个边的凹槽300内。
传输光纤4在充分展开时垂直于显示屏20的平面，使得传输光纤4经过反射头5的反射光能够照射在显示屏20的背面，实现背光。
对于上述透明显示器中传输光纤折叠时的背面立体结构示意图如图6所示，传输光纤展开时的背面立体结构示意图如图7所示。展开时位于边框凹槽中的四个传输光纤垂直于显示屏，经过曲面透镜折射得到的光透射在显示屏的背面，实现背光。当传输光纤4在展开时，导光光纤2能够在凹槽300中转动，传输光纤4随着导光光纤2的转动而转动，从而从凹槽300中伸出；或者
导光光纤2的第二端22与耦合关节3的第一端口31活动连接，当传输光纤4在展开时，导光光纤4固定在凹槽300中并且与耦合关节3之间形成相对转动。
本实施例中的透明显示器通过使用可折叠的背光源，并将其嵌入在边框内部的凹槽中，使用时将凹槽内的传输光纤展开，反射头对传输光纤中的光线进行全反射，并通过曲面透镜的折射，将均匀的光线投射在显示屏的背面，实现背光。这种开放式的、可折叠的背光源实用性很强，提高透明显示器的灵活性，使用方便。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (11)

1.一种背光源，其特征在于，包括光源、导光光纤和传输光纤，导光光纤和传输光纤通过耦合关节连接，其中，导光光纤的第一端连接光源，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口连接，所述耦合关节中设置有反射元件，传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口连接，传输光纤的第二端设置有反射头；
当光源发光时，导光光纤中的光线在耦合关节中被所述反射元件反射，反射光进入到传输光纤中，最后由所述反射头发射光。
2.如权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光源为窄发散角光源，发散角的范围为0至15度。
3.如权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，所述导光光纤为锥形光纤，所述锥形光纤的顶端连接所述光源，该锥形光纤的底端连接所述耦合关节。
4.如权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，所述导光光纤和传输光纤相互垂直。
5.如权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口活动连接，和/或传输光纤的第一端与耦合关节的第二端口活动连接。
6.如权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，所述反射头为全反射头，传输光纤发射的光为全反射光。
7.如权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，在所述反射头的终端还设置有曲面透镜，反射光透过曲面透镜得到均匀的光线。
8.一种透明显示器，包括显示屏和边框，其特征在于，还包括权利要求1至7中任一项所述的背光源，所述边框的背面设置有凹槽，所述背光源嵌在所述凹槽内，
所述背光源中的导光光纤始终嵌在所述边框背面的凹槽中，传输光纤在折叠时嵌在所述边框背面的凹槽中，传输光纤在展开时能够绕导光光纤的中心轴线转动从而从凹槽中伸出；
在传输光纤处于展开状态，当光源发光时，从所述背光源发出的光能够投射在显示屏的背面。
9.如权利要求8所述的透明显示器，其特征在于，所述背光源的导光光纤与传输光纤相互垂直，所述边框为矩形；
所述背光源的耦合关节嵌在所述边框的四个角部之一，导光光纤和传输光纤分别嵌在构成该角部的两个边的凹槽内。
10.如权利要求8或9所述的透明显示器，其特征在于，所述传输光纤在充分展开时垂直于显示屏的平面。
11.如权利要求8或9所述的透明显示器，其特征在于，当传输光纤在展开时，导光光纤能够在凹槽中转动，传输光纤随着导光光纤的转动而转动，从而从凹槽中伸出；或者
导光光纤的第二端与耦合关节的第一端口活动连接，当传输光纤在展开时，导光光纤固定在凹槽中并且与耦合关节之间形成相对转动。
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