CN204313226U - 一种反射透射装置和具有该反射透射装置的激光背光源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种反射透射装置和具有该反射透射装置的激光背光源。反射透射装置包括沿入射光束光路顺次设置的反射透射机构和全反镜，反射透射机构和全反镜均与入射光束呈40°～50°夹角。入射光束依次经由反射透射机构和全反镜反射后，形成光强度相等的反射光束。将反射透射装置应用在激光背光源中，可形成均匀的面光源。此外，为了提高光线利用率，还可引入反射片和扩束镜。相比于其他激光背光源，本实用新型通过反射透射装置对激光模块发出的光进行分光来提供多束入射光，大大减少了激光模块的数量，降低了成本。并且不需要设计散射棒的结构，极大的降低了设计难度。

Description

一种反射透射装置和具有该反射透射装置的激光背光源
技术领域
本实用新型涉及背光源，特别是涉及一种反射透射装置和具有该反射透射装置的激光背光源。
背景技术
液晶显示设备中，由于液晶分子本身并不发光，所以需要额外的设备来为它提供光源。背光源是位于液晶显示器背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示器的视觉效果。在背光源的设计中，光源的选用是很重要的，它决定了背光源的功耗、亮度、颜色等光电参数，也决定了背光源的使用条件和使用寿命。激光显示，是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的新一代技术，被称为“人类视觉史上的革命”，具有色域范围广、寿命长、节能环保等特点。现有技术中的背光源通常有两种，即直下式背光源和侧入式背光源。如果采用激光光源来给背光源提供入射光，那么无论是直下式背光源还是侧入式背光源都需要多个激光光源，这样会导致背光源的成本较高，而采用散射棒的结构，设计复杂。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种成本较低、设计简单的反射透射装置和具有该反射透射装置的激光背光源。
技术方案：本实用新型所述的一种反射透射装置，包括沿入射光束光路顺次设置的反射透射机构和全反镜，反射透射机构和全反镜均与入射光束呈40°～50°夹角；入射光束依次经由反射透射机构和全反镜反射后，形成光强度相等的反射光束。为形成均匀的背光源奠定了基础。
所述反射透射机构包括n个依次设置的半透半反镜，当光束入射或者透射到第i个半透半反镜表面时，光束被反射的比例为剩余光束继续沿原入射方向透射，其中，n≥1，1≤i≤n。
在与所述反射光束相反的方向上设置有反射片，反射片与反射光束垂直。用来增加光线的利用效率。
在所述反射光束的光路上设置有扩束镜，扩束镜与反射光束垂直，且扩束镜与所述反射透射机构和所述全反镜一一对应。扩束镜对光线进行扩束。
所述扩束镜包括凸透镜或者凹透镜。
本实用新型所述的一种激光背光源，包括上述任意一种反射透射装置，还包括激光模块、背板、扩散板和光学膜；若干个所述反射透射装置相互平行地固定在背板上，所述入射光束由激光模块提供，经过所述相互平行的反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜的反射后，形成多束光强度相等的反射光束，反射光束入射到扩散板和光学膜上，形成面光源。
所述激光模块为多个，设置在每个相互平行的反射透射装置的光束入射处以提供入射光束。
所述激光模块为1个，在所述相互平行的反射透射装置的光束入射方向还设置一个单独的反射透射装置，激光模块为单独的反射透射装置提供入射光束，单独的反射透射装置将入射光束分成多束光强度相等的反射光束，反射光束作为每个相互平行的反射透射装置的入射光束。
本实用新型所述的第二种激光背光源，包括上述任意一种反射透射装置，还包括激光模块、背板、导光板和光学膜；所述反射透射装置固定在背板上，所述反射透射装置和背板均设置在导光板的一侧，通过激光模块给所述反射透射装置提供入射光束，经过所述反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜的反射后，形成多束光强度相等的反射光束，反射光束入射到导光板和光学膜上，形成面光源。
所述反射透射装置通过固定件固定在背板上。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用了反射镜的结构原理，通过反射透射装置对激光模块发出的光进行分光来提供多束入射光，大大减少了激光模块的数量，降低了成本，简化了设计；且不需要设计散射棒的结构，极大的降低了设计难度。
附图说明
图1是本实用新型反射透射装置的结构示意图；
图2是本实用新型反射透射装置中具有扩束镜和反射片的反射透射装置结构示意图；
图3是本实用新型激光背光源中反射透射装置的一种固定方式；
图4是本实用新型具有该反射透射装置的激光背光源中直下式背光源的侧视图；
图5是本实用新型具有该反射透射装置的激光背光源中直下式背光源的一种光源提供方式；
图6是本实用新型具有该反射透射装置的激光背光源中直下式背光源的另一种光源提供方式；
图7是本实用新型具有该反射透射装置的激光背光源中侧入式背光源的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实用新型所述的反射透射装置，包括沿入射光束L1光路顺次设置的反射透射机构和全反镜12，反射透射机构和全反镜12都与入射光束L1呈40°～50°夹角放置。本实施例中以具有五个反射透射机构和一个全反镜12的反射透射装置为例，反射透射机构和全反镜12与入射光束L1的夹角为45°。如图1所示，五个反射透射机构和一个全反镜12沿入射光束L1光路顺次设置，全反镜12设置在最后。
上述反射透射机构包括n个半透半反镜，须满足以下特性：
当光束入射或者透射到第i个半透半反镜表面时，光束被反射的比例为剩余光束继续沿原入射方向透射，其中n≥1，1≤i≤n。
这里的n为5，如图1所示，当入射光束L1入射至第一个半透半反镜111表面时，有1/6的光束被反射，5/6的光束透射至第二个半透半反镜112；当5/6的光束透射至第二个半透半反镜112表面时，有5/6乘以1/5即1/6的光束被反射，5/6乘以4/5即4/6的光束透射至第三个半透半反镜113；当4/6的光束透射至第三个半透半反镜113表面时，有4/6乘以1/4即1/6的光束被反射，4/6乘以3/4即3/6的光束透射至第四个半透半反镜114；当3/6的光束透射至第四个半透半反镜114表面时，有3/6乘以1/3即1/6的光束被反射，3/6乘以2/3即2/6的光束透射至第五个半透半反镜115；当2/6的光束透射至第五个半透半反镜115表面时，有2/6乘以1/2即1/6的光束被反射，2/6乘以1/2即1/6的光束透射至全反镜12；当1/6的光束透射至全反镜12表面时，1/6的光束被全部反射。因此，当入射光束L1入射至反射透射装置时，会形成六束光强度相等的反射光束L2，为形成均匀的背光源奠定了基础。
为了进一步增加光线的利用率，反射透射装置还可以包括一个反射片13，它设置在在与反射光束L2相反的方向上，且与反射光束L2垂直，如图2所示。
为了进一步对反射光束L2进行扩束，反射透射装置还包括了六个扩束镜，这六个扩束镜分别对应于五个反射透射机构和一个全反镜12，每个扩束镜14都设置在反射光束L2的光路上，且与反射光束L2垂直，如图2所示。
扩束镜14可以包括凸透镜或者凹透镜，以实现光线扩束的功能。
图3给出了激光背光源中反射透射装置的一种固定方式，也就是将反射透射装置中的反射透射机构、全反镜12以及反射片13都固定在背板3中。其中，反射透射机构和全反镜12都通过固定件31与背板3连接。反射透射机构和全反镜12可以通过胶水、螺钉或者其他方式与固定件31连接。
常见的激光背光源有两种——直下式背光源和侧入式背光源。这两种背光源各有各的优势，在液晶显示设备中都经常用到。这里给出将本实用新型所述的反射透射装置分别应用在直下式背光源和侧入式背光源中的情况：
图4给出了一种直下式背光源的侧视图，它包括激光模块2、反射透射机构、全反镜12、反射片13、扩束镜14、扩散板4和光学膜5。激光模块2发出入射光束L1，经过反射透射机构和全反镜12的反射后形成六束光强度相等的反射光束L2，每束反射光束L2再经过相应的扩束镜14扩束，最后均匀分布在扩散板4和光学膜5上。
对于直下式背光源，如果只用单个反射透射装置，那么提供的光束太少，也不利于形成均匀的面光源。因此，直下式背光源往往不仅仅包括单个反射透射装置，而是包括多个互相平行的反射透射装置。每个反射透射装置都需要提供一束入射光束L1。这里给出两种提供入射光束L1的方式：分别如图5和图6所示。
如图5所示，多个互相平行的反射透射装置固定在背板3上，每个反射透射装置都有一个激光模块2与之对应，以提供每个反射透射装置的入射光束L1。这种情况下激光模块2的个数和反射透射装置的个数相同。
如图6所示，多个互相平行的反射透射装置固定在背板3上，另一个单独的反射透射装置也固定在背板3上，并且这个单独的反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜12分别与每个平行的反射透射装置相对应，通过一个激光模块2来提供这个单独的反射透射装置的入射光束L3，单独的反射透射装置将入射光束L3分成多束光强度相等的反射光束，来作为每个平行的反射透射装置的入射光束L1。这种情况下只需要一个激光模块2。
本实用新型的反射透射装置也可以应用到侧入式背光源中，如图7所示。将一个反射透射装置设置在导光板6的一侧，用一个激光模块2给这个反射透射装置提供入射光束L1，经过反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜12的依次反射后，形成六束光强度相等的反射光束L2，反射光束L2入射至导光板6中，导光板6把光线转换为面光源。这种情况下也只需要一个激光模块2。
本实用新型的反射透射装置应用在背光源中，无论是直下式背光源还是侧入式背光源，都可以有效减少激光模块2的数量，降低成本，简化设计。并且不需要设计散射棒的结构，极大的降低了设计难度。

Claims (10)

1.一种反射透射装置，其特征在于：包括沿入射光束(L1)光路顺次设置的反射透射机构和全反镜(12)，反射透射机构和全反镜(12)均与入射光束(L1)呈40°～50°夹角；入射光束(L1)依次经由反射透射机构和全反镜(12)反射后，形成光强度相等的反射光束(L2)。
2.根据权利要求1所述的反射透射装置，其特征在于：所述反射透射机构包括n个依次设置的半透半反镜，当光束入射或者透射到第i个半透半反镜表面时，光束被反射的比例为剩余光束继续沿原入射方向透射，其中，n≥1，1≤i≤n。
3.根据权利要求1所述的反射透射装置，其特征在于：在与所述反射光束(L2)相反的方向上设置有反射片(13)，反射片(13)与反射光束(L2)垂直。
4.根据权利要求1所述的反射透射装置，其特征在于：在所述反射光束(L2)的光路上设置有扩束镜(14)，扩束镜(14)与反射光束(L2)垂直，且扩束镜(14)与所述反射透射机构和所述全反镜(12)一一对应。
5.根据权利要求4所述的反射透射装置，其特征在于：所述扩束镜(14)包括凸透镜或者凹透镜。
6.一种激光背光源，其特征在于：包括权利要求1至5中任一项所述的反射透射装置，还包括激光模块(2)、背板(3)、扩散板(4)和光学膜(5)；若干个所述反射透射装置相互平行地固定在背板(3)上，所述入射光束(L1)由激光模块(2)提供，经过所述相互平行的反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜(12)的反射后，形成多束光强度相等的反射光束(L2)，反射光束(L2)入射到扩散板(4)和光学膜(5)上，形成面光源。
7.根据权利要求6所述的激光背光源，其特征在于，所述激光模块(2)为多个，设置在每个相互平行的反射透射装置的光束入射处以提供入射光束(L1)。
8.根据权利要求6所述的激光背光源，其特征在于，所述激光模块(2)为1个，在所述相互平行的反射透射装置的光束入射方向还设置一个单独的反射透射装置，激光模块(2)为单独的反射透射装置提供入射光束(L3)，单独的反射透射装置将入射光束(L3)分成多束光强度相等的反射光束，反射光束作为每个相互平行的反射透射装置的入射光束(L1)。
9.一种激光背光源，其特征在于：包括权利要求1至5中任一项所述的反射透射装置，还包括激光模块(2)、背板(3)、导光板(6)和光学膜(5)；所述反射透射装置固定在背板(3)上，所述反射透射装置和背板(3)均设置在导光板(6)的一侧，通过激光模块(2)给所述反射透射装置提供入射光束(L1)，经过所述反射透射装置中各个反射透射机构以及全反镜(12)的反射后，形成多束光强度相等的反射光束(L2)，反射光束(L2)入射到导光板(6)和光学膜(5)上，形成面光源。
10.根据权利要求9所述的激光背光源，其特征在于：所述反射透射装置通过固定件(31)固定在背板(3)上。
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CN106405932A (zh) * 2016-09-28 2017-02-15 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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