CN1991968A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示装置，包括一机壳、一屏幕、一寻光元件、一光感测器及一控制电路。屏幕配置于机壳的正面。导光元件用以导引一光束，且导光元件包括一第一表面、一第二表面及一侧面。第一表面用以接收光束，且第一表面配置于机壳的正面；第二表面用以导出光束且相对于第一表面，第二表面具有一不规则结构，用以减少光束于第二表面的全反射光通量；侧面连接第一表面及第二表面的边缘，且光束经由第一表面折射至第二表面的光通量大于光束经由第一表面折射至侧面的光通量。光感测器配置于机壳内并面向第二表面，光感测器用以接收第二表面导出的光束，并据以输出一信号。控制电路系耦接屏幕及光感测器，并依据信号调整屏幕的亮度。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种其导光元件具有尺寸上的比例关系限制及不规则结构表面的显示装置。

背景技术

一般的显示装置如液晶电视等，屏幕画面的显示亮度可由使用者手动调整，以因应观看时的环境亮度。例如在较昏暗的室内或晚上收看节目时，在人眼的对比感受下可能有屏幕过亮的感觉，或者在光线充足的室内或白昼时，会有屏幕较暗的感觉。目前除了显示装置上或遥控器上的传统控制按钮外，也有在显示装置的机壳上增设光感测器的设计，以自动感测环境亮度而对应调整屏幕亮度。

此外，为美观上的考量，光感测器通常设置于机壳内，再利用导光管(light pipe)将外界光线导引至机壳内的光感测器。一般导光管具有一接收端及一输出端，导光管从接收端接收光线，然后通过管壁的全反射作用将所接收的光线导引至输出端，再自输出端射出至光感测器。

然而，对于一般透明材质制成的导光管，光线入射接收端截面时，入射角度受限于约正负30至42度以内，否则射入导光管后于管壁处的入射角无法达到全反射的临界角度而有部分光量折射出导光管，造成输出端的光量损失而影响导光效果。如此一来，接收端截面于机壳上的设置位置遂有所限制，例如导光管即必须设置于机壳之顶端，以接收一般来自上方的室内光源产生的光线。

显然由上述可知，显示装置的摆设位置即大受局限。例如无法距离光源下方太远，或者虽然在液晶电视日趋轻薄、强调可挂壁的市场需求下，却碍于可能遮住设置于机壳顶端的导光管而无法将显示装置嵌于壁内以更加发挥装潢效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种显示装置。显示装置中的导光元件通过尺寸上的比例关系限制以及不规则结构表面的设计，使得当光束以较大角度入射时仍可达到所需的导光效果。由此，即能以简单的构造增加导光元件于显示装置上的设置位置的弹性，并减少其制造成本，使得显示装置的摆设也更为方便。

根据本发明的目的，提出一种显示装置，包括一机壳、一屏幕、一导光元件、一光感测器及一控制电路。屏幕配置于机壳的正面。导光元件用以导引一光束，且导光元件包括一第一表面、一第二表面及一侧面。第一表面用以接收光束，且第一表面配置于机壳的正面；第二表面用以导出光束且相对于第一表面，第二表面具有一不规则结构，用以减少光束于第二表面的全反射光通量；侧面系连接第一表面及第二表面的边缘，且光束经由第一表面折射至第二表面的光通量大于光束经由第一表面折射至侧面的光通量。光感测器配置于机壳内并面向第二表面，光感测器用以接收第二表面导出的光束，并据以输出一信号。控制电路耦接屏幕及光感测器，并依据信号调整屏幕的亮度。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的显示装置依据环境亮度调整屏幕亮度的示意图；

图2A为本发明的较佳实施例的导光元件的结构俯视图；

图2B为图2A的剖面线2b-2b’所视的导光元件的结构剖视图；以及

图3为本发明的较佳实施例的导光元件导出光束的示意图。

主要元件符号说明

100：显示装置

110：机壳

130：屏幕

150：导光元件

151：第一表面

152：第二表面

152a：不规则结构

153：侧面

170：光感测器

190：控制电路

O：光源

I：光束

S：信号

具体实施方式

请参照图1，其绘示的是依照本发明的较佳实施例的显示装置依据环境亮度调整屏幕亮度的示意图。显示装置100例如是一液晶电视或一等离子体电视，包括一机壳110、一屏幕130、一导光元件150、一光感测器170以及一控制电路190。屏幕130配置于机壳110的正面。导光元件150例如为一透明材质，如聚甲基丙烯酸甲酯(Poly Methyl Methacrylate，PMMA)、MS树脂、高分子碳酸脂(Poly Carbonate，PC)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)等等。导光元件150用以接收且导引光源O发出的一光束I，且导光元件150包括一第一表面151、一第二表面152及一侧面153。

第一表面151用以接收光束I，且第一表面151配置于机壳110的正面。第二表面152用以导出光束I且相对于第一表面151，第二表面152并具有一不规则结构152a，用以减少光束I于第二表面152的全反射光通量；不规则结构152a例如为一咬花结构(texture)。侧面153连接第一表面151及第二表面152的边缘，且光束I经由第一表面151折射至第二表面152的光通量大于光束I经由第一表面151折射至侧面153的光通量。光感测器170例如是一电荷耦合元件(Charge Couple Device，CCD)、一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)或任意可以感测光线亮度的光感测器；光感测器170配置于机壳110内并面向第二表面152，用以接收第二表面152导出的光束I，并据以输出一信号S。控制电路190耦接屏幕130及光感测器150，并依据信号S调整屏幕130的亮度。

此外，导光元件150实质上为一柱体，第一表面151及第二表面152实质上具有相同形状，且第一表面151为圆形或多边形。在本实施例中，第一表面151以圆形为例作说明。至于导光元件150如何以尺寸上的比例关系限制达到光束I经由第一表面151折射至第二表面152的光通量大于光束I经由第一表面151折射至侧面153的光通量的作用，以及其如何导引光束I至光感测器170，兹在此附图说明如下，但本发明的技术并不局限在此。

请参照图2A～图2B，图2A绘示的是依照本发明的较佳实施例的导光元件的结构俯视图，图2B绘示的是沿着图2A的剖面线2b-2b’所视的导光元件的结构剖视图。其中，图2A省略第二表面152的图式及标号，剖面线2b-2b’通过第一表面151的圆心。根据本发明，第一表面151的一内接圆直径D实质上大于第一表面151及第二表面152的一相对距离T的N倍，其中N大于1。第一表面151为圆形时，如图2A所示，内接圆直径D为第一表面151的直径。在本实施例中，N较佳为1.72。

通过对于N的限制，光束I经由第一表面151射入导光元件150后，相比较于传统的导光管是可增加直接射至第二表面152的光通量。亦即，即使光束I以较大的入射角，如大于42度，自第一表面151射入导光元件150后，相比较于传统的导光管是能减少射至侧面153的光通量，进而减少经由侧面153折射出导光元件150的光量损失。此外，当光束I以较大的入射角经由第一表面151射入导光元件150后，射至第二表面152时对于第二表面152的入射角可能达到全反射的临界角度。此时，再利用第二表面152的不规则结构152a，改变第二表面152各处的细部角度，使得光束I折射出第二表面152的光通量增加，达到所需的导光效果。

请参照图3，其绘示的是依照本发明的较佳实施例的导光元件导出光束的示意图。例如，导光元件150使用一般的玻璃制成，且第一表面151的直径D为5.5单位长度，第一表面151及第二表面152的相对距离T为3.17单位长度。此时，即使光束I以89度的入射角经由第一表面151射入导光元件150，并经由第二表面152射出时，所导出的光通量仍有光束I射入第一表面151时的光通量的50％以上。由此，使光感测器170接收到足够的亮度以正确输出信号S，控制电路190再根据信号S适当调整屏幕130的亮度。

虽然本实施例的显示装置100以液晶电视或等离子体电视为例作说明，但本实施例的导光元件150也可应用于必须根据外界亮度进行内部电路的回授控制的各种显示装置。此外，本发明所属技术领域中具有通常知识者也可以明了，导光元件150采用各种多边形如正多边形或者不同折射率的材质时，同样可在内接圆直径D及相对距离T的比例关系下调整导光元件150的整体尺寸，达到所需的导光效果。

本发明上述实施例所揭露的显示装置，其导光元件通过第二表面的不规则结构以及内接圆直径与第一表面及第二表面的相对距离间比例关系的设计，使得光感测器感应到足够亮度外，并改善传统导光管于光线以较大入射角射入时产生的光量损失问题。由此，增加导光元件于显示装置的机壳上设置位置的弹性，同时大大使得显示装置的摆设位置更为方便。再者，导光元件也可视需要调整整体尺寸，例如缩短第一表面及第二表面的相对距离，以因应显示装置日趋轻薄的市场需求，构造简单外同时也能减少制造成本。

综上所述，虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种显示装置，包括：

机壳；

屏幕，配置于该机壳的正面；

导光元件，用以导引光束，该导光元件包括：

第一表面，用以接收该光束，该第一表面配置于该机壳的正面；

第二表面，用以导出该光束且相对于该第一表面，该第二表面具有一不规则结构，用以减少该光束于该第二表面的全反射光通量；及

侧面，连接该第一表面及该第二表面的边缘，且该光束经由该第一表面折射至该第二表面的光通量大于该光束经由该第一表面折射至该侧面的光通量；

光感测器，配置于该机壳内并面向该第二表面，该光感测器用以接收该第二表面导出的该光束，并据以输出一信号；以及

控制电路，耦接该屏幕及该光感测器，并依据该信号调整该屏幕的亮度。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该导光元件为一柱体，该第一表面及该第二表面实质上具有相同形状，且该第一表面为圆形或多边形。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中该第一表面的一内接圆直径实质上大于该第一表面及该第二表面的一相对距离的N倍，其中N大于1。

4.如权利要求3所述的显示装置，其中N较佳为1.72。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中该不规则结构为一咬花结构(texture structure)。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中该导光元件的材质为一透明材质。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中该光感测器为一电荷耦合元件(Charge Couple Device，CCD)或一互补性氧化金属半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS)。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中该显示装置为一液晶电视或一等离子体电视。

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