CN106932852B - 用于为显示装置照明的光导设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光导设备，由光耦合至所述光导设备(24)的光源(38)产生的光射入所述光导设备中，所述光导设备(24)包括由透明材料制成的第一中心部分(26)和由吸光材料制成并且包围中心部分(26)的第二外围部分(28)，在所述第一中心部分(26)中构造有光提取器(36)，借助所述光提取器(36)从光导设备提取由光源(38)产生的光，所述第二外围部分(28)与中心部分(26)成一体。

Description

用于为显示装置照明的光导设备
技术领域
本发明涉及一种用于为显示装置照明的光导设备。特别地，本发明涉及用于为液晶显示装置照明的这样一种光导设备。
背景技术
由显示装置例如液晶显示装置显示的信息在弱光条件下难以读取。这就是为什么很早就考虑借助光源来为这种显示装置照明。最基本已知的解决方法是简单地在液晶显示装置的背面布置点光源，例如白炽灯泡或发光二极管。然而，这种解决方法无法令人满意，因为它们无法保证对液晶显示装置的显示表面进行均质照明。实际上，通过液晶显示装置，在点光源所位于的位置使用者会感知到更强烈的光晕。
为了克服这个问题，提出了借助光导设备来为液晶显示装置照明。光导设备是一种由透明材料——典型地为塑性材料制成的厚度有限的部件，该部件的尺寸与待被照明的液晶显示装置的尺寸大致匹配，由光耦合至光导设备的至少一个光源产生的光射入所述部件中。被称为光提取器的光学显微装置被构造在光导设备的上表面或下表面的至少一个中，所述光学显微装置的功能为横跨光导设备的整个表面均匀地提取由光源射入光导设备中的光。
在本专利申请所附的图1中示出了上文简要地加以描述了的类型的透明光导设备的示例。整体由总附图标记1表示的光导设备例如具有大致为平行六面体的形状，并且包括由侧边6彼此连接的上表面2和下表面4。所述光导设备1还包括用于将该光导设备安装至支承部件(未示出)上的一个或多个孔8和用于紧固印刷电路板12的一对螺栓10，所述印刷电路板12用作用于点光源14例如发光二极管的支承件。
由透明塑性材料制成的光导设备1包括光学棱镜16，通常被称为光提取器，在图1中所示的示例中，所述光提取器构造在光导设备1的上表面2中。这些光提取器16的用途为向上提取由光耦合至光导设备1的点光源14射入光导设备1中的光。因此这种光导设备1旨在从下方照亮显示装置，例如液晶显示单元(未示出)。
为了使对显示装置的照明尽可能明亮和均质，因此必须尽可能防止光泄漏。据观察，在光导设备被用于从下方照亮封装在表壳内部的液晶显示装置的特定情况下，经由光导设备的侧面泄漏的光可能被反射至某些手表部件上并且朝着表盘向上漫射。由此出现了不希望存在的光斑，这会影响手表的外表美观性。
为了克服这个问题，将光导设备1的上表面2划分为外围表面18和有用表面20，该有用表面20基本与待照明的显示装置的表面匹配并由外围表面18包围。如图1中所示，外围表面18涂覆有例如黑色涂料的吸光材料的层22，以便防止由光源14产生的光在那个位置泄漏。同样地，用于紧固用作用于点光源14的支承件的印刷电路板12的螺栓10与光导设备1结合成一体，并且因而是透明的。所述螺栓10也应当被涂覆有吸光涂料。最后，再次为了尽可能地限制光泄漏，可对侧边6进行切削倒角。实际上，由于在光导设备1的侧边6上淀积吸收性涂料较困难，因此对该边切削倒角。显然对侧边6切削倒角缩小了光可以侧向逃逸的表面。
然而，旨在减少上文所述类型的光导设备中的光泄漏的操作难以在工业规模上实施。吸收性材料层22典型地通过移印来淀积，特别是由于在淀积吸收性材料层22时必须保证光导设备1精确地就位，因而花费时间较长并且较复杂。实际上，必须注意不要将吸附性材料淀积在光导设备1的用于为显示装置照明的光透过其逃逸的有用表面20上。此外，对侧边6切削倒角不能完全防止光泄漏。
发明内容
本发明的目标在于寻求一种针对上述缺陷的解决方案，尤其通过提供一种较易于工业生产并且克服了光泄漏问题的光导设备。
为此，本发明涉及一种光导设备，由光耦合至所述光导设备的光源产生的光射入所述光导设备中，所述光导设备包括由透明材料制成的第一中心部分和由吸光材料制成并且包围中心部分的第二外围部分，在所述第一中心部分中构造有光提取器，借助所述光提取器从光导设备提取由光源产生的光，所述第二外围部分与中心部分结合成一体。
根据本发明的补充特征，所述光导设备的中心部分包括在离彼此恒定的距离处延伸的上表面和下表面，所述上表面和下表面通过侧边彼此连接，其中光提取器构造在上表面或下表面的至少一个中。
根据本发明的另一个特征，所述外围部分包括用于将光导设备安装于支承部件上的一个或多个孔和用于紧固印刷电路板的至少一个螺栓(双头螺柱/螺钉)，所述印刷电路板用作用于点光源的支承件。
由于这些特征，本发明提供了一种避免光泄漏的光导设备。实际上，由于光导设备的用来提取由光源射入光导设备中的光的透明的中心部分被包含吸光固体材料的外围部分包围，因此光无法从光导设备侧向地逃逸。因此，待被根据本发明的光导设备点亮的灯装置的照明比在现有技术的光导设备的情况下更强烈且更均质。此外，由于光导设备的所有元件(外围光导部分、用于安装光导设备的孔、用于紧固印刷电路板的螺栓)都借助实际上吸光的固体材料制造成一整件，因此避免了垫片冲压操作，这节约了巨大的时间和生产成本。
附图说明
根据对本发明的光导设备的示例性实施例的如下详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更清楚，该实施例参考附图仅以非限制性说明的方式给出，在所述附图中：
-已引用的图1为现有技术的光导设备的透视图。
-图2为根据本发明的光导设备的第一实施例在分离状态下的透视图。
-图3为图2的光导设备在组装状态下的透视图。
-图4为图3的光导设备的仰视图。
-图5为根据本发明的光导设备的第二实施例的分解透视图，其中支承部件设置有将被热压以保持光导设备的紧固螺栓。
-图6为根据本发明的光导设备的第三实施例的分解透视图，其中光导设备的外围部分界定用于接纳中心部分的空腔。
具体实施方式
本发明源于以两件式方式制造一种用于照亮显示装置的光导设备的基本创造性构思：所述光导设备包括两个元件，即，由透明材料制成的第一中心元件和由实际上靠其自身吸光的材料制成的第二外围元件，射入到光导设备中的光经由所述第一中心元件出去，所述第二外围元件包围中心元件并且携带有用于将光导设备安装于支承元件上的装置和用于紧固携带光源的印刷电路板的装置。围绕透明中心部分(从该中心部分提取光)的这种外围吸光元件的存在防止了经由光导设备的侧面的任何光泄漏并且无需进行现有技术中耗时且昂贵的涂覆操作。
在本专利申请所附的图2中以分解透视图示出了根据本发明的光导设备的示例。作为非限制性示例，整体由总附图标记24表示的光导设备具有大致平行六面体的形状，并且包括透明的中心部分26和不透明的外围部分28，所述外围部分28由吸光材料制成并且包围中心部分，不透明的外围部分28与透明的中心部分26结合成一体。如果透明的中心部分26和不透明的外围部分28由塑性材料制成，则可以例如通过压焊或熔接将它们制成为彼此结合成一体。
光导设备24的透明的中心部分26包括在离彼此恒定的距离处延伸的上表面30和下表面32，上表面30和下表面32通过侧边34彼此连接。在图中所示的示例中，上表面30和下表面32是平的并且彼此平行地延伸。不言而喻，根据图中未示出的一个实施例，上表面30和下表面32可以弯曲并且彼此间隔恒定的距离以安装同样轮廓的显示装置。
根据本发明的光导设备24旨在从下方照亮显示装置(未示出)。为此，构造在上表面30中的多个光提取器36的用途为向上提取由光耦合至光导设备24的光源38例如发光二极管射入到光导设备24中的光。当然，可以理解的是，该示例性实施例纯粹是以说明的方式给出的，并且光提取器可以构造在光导设备24的上表面30和下表面32的一个和/或另一个中。特别地，当光导设备24被用于从上方照亮显示装置时，光提取器36构造在光导设备24的中心部分26的下表面32中。
根据本发明的补充特征，光导设备24的中心部分26的与光导设备24的中心部分26的由光源38产生的光经由其逃逸的表面相反的表面设置有反射层40。该反射层40可以直接构造在光导设备24的中心部分26的与光经由其逃逸的表面相反的表面上，或者例如通过借助一两条双面胶带44紧固至光导设备24的中心部分26的表面的膜42形成。
根据本发明的另一个特征，不透明的外围部分28包括用于将光导设备24安装于支承部件(未示出)上的一个或多个孔46和用于紧固印刷电路板50的至少一个螺栓48(在所示的示例中为两个)，所述印刷电路板50用作用于光源38的支承件。
不言而喻，该发明并不限于刚才所描述的实施例，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以设想各种简单的修改和变型。特别地，如图5中所示，光导设备24的外围部分28具有外边缘52，光导设备24借助所述外边缘52紧固至设置有一个或多个紧固螺栓56的支承部件54，例如钟表机芯的压板或夹板，所述螺栓56能够热变形以借助外围部分28的外边缘52将光导设备24保持靠置在支承部件54上。光导设备24的外围部分28穿通有两个孔58，用于抵靠在印刷电路板50的两个接触垫片62上以电连接光源38和电能源(未示出)的两个接触弹簧60的通过。根据图6中所示的本发明的另一个实施例，光导设备24的外围部分28界定接纳光导设备24的中心部分26的空腔64，如果必要的话，在中心部分26与空腔58的底部之间插入反射层。设置于中心部分26的周缘上的胶粘线66使得中心部分能够连接至光导设备24的外围部分28。
附图标记列表
光导设备 1
上表面 2
下表面 4
侧边 6
孔 8
螺栓 10
印刷电路板 12
点光源 14
光学棱镜 16
外围表面 18
有用表面 20
层 22
光导设备 24
透明的中心部分 26
不透明的外围部分 28
上表面 30
下表面 32
侧边 34
光提取器 36
光源 38
反射层 40
膜 42
胶带条 44
孔 46
螺栓 48
印刷电路板 50
外边缘 52
支承部件 54
紧固螺栓 56
孔 58
接触弹簧 60
接触垫片 62
空腔 64

Claims (22)

1.光导设备，由光耦合至所述光导设备(24)的光源(38)产生的光射入所述光导设备中，所述光导设备(24)包括由透明材料制成的第一中心部分(26)和由吸光材料制成并且包围第一中心部分(26)的第二外围部分(28)，在所述第一中心部分(26)中构造有光提取器(36)，借助所述光提取器(36)从光导设备提取由光源(38)产生的光，所述第二外围部分(28)与所述第一中心部分(26)成一体，光导设备(24)的第二外围部分(28)界定接纳光导设备(24)的第一中心部分(26)的空腔(64)。
2.根据权利要求1所述的光导设备，其特征在于，第二外围部分(28)和第一中心部分(26)由塑性材料制成，并且彼此结合成一体。
3.根据权利要求2所述的光导设备，其特征在于，第二外围部分(28)和第一中心部分(26)通过压焊或熔接彼此结合成一体。
4.根据权利要求1-3之一所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)包括在离彼此恒定的距离处延伸的上表面(30)和下表面(32)，所述上表面(30)和下表面(32)通过侧边(34)彼此连接，其中光提取器(36)构造在上表面(30)或下表面(32)的至少一个中。
5.根据权利要求1-3之一所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)界定接纳光导设备(24)的第一中心部分(26)的空腔(64)。
6.根据权利要求4所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)界定接纳光导设备(24)的第一中心部分(26)的空腔(64)。
7.根据权利要求1-3之一所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的与所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的由光源(38)产生的光经由其逃逸的表面相反的表面设置有反射层(40)。
8.根据权利要求4所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的与所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的由光源(38)产生的光经由其逃逸的表面相反的表面设置有反射层(40)。
9.根据权利要求5所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的与所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的由光源(38)产生的光经由其逃逸的表面相反的表面设置有反射层(40)。
10.根据权利要求6所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的与所述光导设备(24)的所述第一中心部分(26)的由光源(38)产生的光经由其逃逸的表面相反的表面设置有反射层(40)。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
12.根据权利要求4所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
13.根据权利要求5所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
14.根据权利要求6所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
15.根据权利要求7所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
16.根据权利要求8-10中任一项所述的光导设备，其特征在于，所述第二外围部分(28)包括用于将光导设备(24)安装于支承部件上的一个或多个孔(46)和用于紧固印刷电路板(50)的至少一个螺栓(42)，所述印刷电路板(50)用作用于光源(38)的支承件。
17.根据权利要求1至3中的任一项所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
18.根据权利要求4所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
19.根据权利要求5所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
20.根据权利要求6所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
21.根据权利要求7所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
22.根据权利要求8至10中的任一项所述的光导设备，其特征在于，所述光导设备(24)的第二外围部分(28)具有外边缘(52)，所述光导设备(24)借助所述外边缘(52)紧固至支承部件(54)，所述支承部件(54)设置有至少一个热变形的紧固螺栓(56)，以借助所述光导设备(24)的第二外围部分(28)的外边缘(52)将光导设备(24)保持靠置在支承部件上。
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