CN201772358U - 一种液晶显示器背光模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液晶显示器背光模组，包括LED灯架，LED灯架敞口处有散射镜，LED灯架内设置有LED灯，散射镜上方有锯齿形全内反射镜，锯齿形全内反射镜出光面上方依次设置有散射膜、LCD屏。本实用新型能够实现高亮度、高均匀性和低功耗，符合军用头盔显示器对图像源在重量、体积、亮度和功耗等各方面的要求。打破并最终取代微型CRT显示器对军用头盔显示器图像源的统治地位。使头盔显示器更满足人机工程学要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及液晶显示器领域，具体为一种可实现高亮度、低功耗的液晶显示器背光模组。
背景技术
现有技术中，用于军事或诸如此类目的的头盔显示器(Helmet-mounted display，HMD)是靠微型阴极射线管提供视频图像。但微型阴极射线管体积和重量都比较大，体积大导致其安装位置不灵活，使中继光学透镜部分的结构比较复杂，进一步增加了头盔显示器的重量；尤其是微型阴极射线管工作时需要高压，导致头盔显示器重量大而且可靠性降低。
现有技术解决的方法是采用平板显示器取代微型阴极射线管，目前平板显示器技术比较成熟的是液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)。液晶显示器由于其厚度薄，质量轻且携带方便，近年来需求快速增长。但用于头盔显示器的微型液晶显示器亮度要求达到10000cd/m2，依据微型显示屏的透过率约为10％事实，要满足微型液晶显示器的高亮要求，背光模组的亮度必须要大于100000cd/m2。由于受灯的亮度、入光效率、侧边尺寸等因素的限制，侧光式的背光亮度很难达到这么高的亮度，所以必须采用底光式的背光设计方法。
底部背光的设计方法在不考虑功耗的情况下，可以得到较高的亮度，但由于灯是直接照射显示区，显示区内的亮度一致性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种液晶显示器背光模组，以解决现有技术采用底部背光设计的平板显示器取代微型阴极射线管时亮度一致性差的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种液晶显示器背光模组，包括顶部敞口内有空腔的LED灯架，其特征在于：LED灯架顶部敞口处安装有透明的半圆拱顶状的散射镜，LED灯架内设置有位于所述散射镜圆心处的LED灯，所述散射镜上方有透明的锯齿形全内反射镜，所述锯齿形全内反射镜底面为锯齿状的入光面，所述入光面接收LED灯透射过散射镜的光，所述锯齿形全内反射镜顶面为平面状的出光面，位于锯齿形全内反射镜出光面上方的出射光光路上还依次设置有与锯齿形全内反射镜顶面平行的透明的散射膜、LCD屏。
所述的一种液晶显示器背光模组，其特征在于：所述散射镜为负透镜。
本实用新型涉及的液晶显示器背光模组能实现高亮度、高均匀性，且功耗较低。本实用新型主要包括LED灯、散射镜、锯齿形全内反射镜、散射膜。其中LED灯发光符合朗伯体，光通量集中在发光面法线方向，偏离法线方向光通量按余弦规律下降，偏离90°时，光通量下降为零；散射镜为特殊结构的负透镜，能将光线折向偏离发光面法线方向，理想情况下，可实现0-90°光通量均匀分布；锯齿形全内反射镜收集散射镜折射的光，使其转向传输到散射膜，继而到LCD屏。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、实用新型利用透明的锯齿形全内反射镜，收集LED灯的所有光辐射，传输到输出面，使新型背光模组具有更高的亮度；
2、本实用新型利用透明散射镜对LED朗伯源的光辐射进行散射，实现了更均匀的光通量分布；
3、本实用新型采用高光效的单个LED灯作为光源，有效降低了微型液晶显示器背光模组的功耗，同时提高了其可靠性；
4、本实用新型利用透明锯齿形全内反射镜和散射镜构成的微型液晶显示器背光模组具有更薄的厚度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示。本实用新型包括LED灯1、安装LED灯1的灯架5、锯齿形全内反射镜2、散射镜3、散射膜4，LCD屏6。其中LED灯1发光特性满足朗伯体，并具有比较高的光效特点。锯齿形全内反射镜2和散射镜3组成高透过率、低损耗的匀光、折光系统。散射膜4使射入LCD屏6的光进一步均匀。
锯齿形全内反射镜2的出射面光通量均匀分布，意味着以半径为r的圆内出射的光通量(Фr)与出射面出射的总光通量(ФRL)的比满足以下关系：
Фr/ФRL＝(r/RL)2 (1)
另一方面，对于LED灯，其发光特性满足朗伯体，故角强度分布满足：
I(θ)＝I0cos(θ) (2)
对应于Θ角的强度密度J(Θ)可表示为：
通过对LED灯1、锯齿形全内反射镜2和散射镜3构成的照明光学系统反复优化，使其满足：
r(θ)＝RLsin(θ) (4)
将设计好的新型背光模组通过LIGHTTOOLS光电仿真软件进行模拟，仅用一块散射膜均匀度大于85％，平均亮度超过16万LUX。
本实用新型的背光模组能够实现高亮度、高均匀性和低功耗，符合军用头盔显示器对图像源在重量、体积、亮度和功耗等各方面的要求。打破并最终取代微型CRT显示器对军用头盔显示器图像源的统治地位。使头盔显示器更满足人机工程学要求。
Claims (2)
1.一种液晶显示器背光模组，包括顶部敞口内有空腔的LED灯架，其特征在于：LED灯架顶部敞口处安装有透明的半圆拱顶状的散射镜，LED灯架内设置有位于所述散射镜圆心处的LED灯，所述散射镜上方有透明的锯齿形全内反射镜，所述锯齿形全内反射镜底面为锯齿状的入光面，所述入光面接收LED灯透射过散射镜的光，所述锯齿形全内反射镜顶面为平面状的出光面，位于锯齿形全内反射镜出光面上方的出射光光路上还依次设置有与锯齿形全内反射镜顶面平行的透明的散射膜、LCD屏。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器背光模组，其特征在于：所述散射镜为负透镜。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2010202893200U CN201772358U (zh) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 一种液晶显示器背光模组 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2010202893200U CN201772358U (zh) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 一种液晶显示器背光模组 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN201772358U true CN201772358U (zh) | 2011-03-23 |
Family
ID=43752204
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN201772358U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103062704A (zh) * | 2011-10-24 | 2013-04-24 | 欧司朗股份有限公司 | 透镜和配有该透镜的照明装置 |
| CN106597755A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-04-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种背光模组及显示装置 |
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2010
- 2010-08-05 CN CN2010202893200U patent/CN201772358U/zh not_active Expired - Lifetime
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