專利名稱：一種導(dǎo)光棒及采用該導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)光元件和光線變換裝置，特別是涉及一種可將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)變?yōu)榫€光源(或離散點(diǎn)陣式線光源)的導(dǎo)光棒及采用該導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的快速進(jìn)步和消費(fèi)電子市場的迅猛發(fā)展，液晶面板(IXD panel)由于厚度薄，質(zhì)量輕，攜帶方便，低輻射等特點(diǎn)，已經(jīng)在顯示器市場占據(jù)了主導(dǎo)地位，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電視機(jī)，顯示器，筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)，移動(dòng)電話及投影機(jī)等多種電子產(chǎn)品。由于液晶本身不發(fā)光，所以需要將線光源通過其他光學(xué)裝置處理變?yōu)榫鶆虺錾涞拿婀庠磥頌橐壕姘逄峁┝炼瘸渥闱曳植季鶆虻拿婀庠矗挂壕姘逭ｏ@示圖像的同時(shí)，擁有足夠的亮度和對比度。現(xiàn)有技術(shù)的線光源主要有冷陰極熒光燈(CCFL)和發(fā)光二極管(LED)。由于冷陰極熒光燈存在壽命較短，色域較小，結(jié)構(gòu)易損，含汞等環(huán)境有害物等諸多缺點(diǎn)，現(xiàn)在市場上已經(jīng)逐漸被發(fā)光二極管替代。發(fā)光二極管雖然在廣色域，長壽命方面有相對優(yōu)勢，但也存在能效偏低，散熱不佳，出光均勻度稍差和成本高等諸多問題。近年來，激光也被引入作為照明光源，激光模塊發(fā)射的光束一般為直徑較小的光束，必須要通過光學(xué)元件，擴(kuò)束器等結(jié)構(gòu)將激光光束擴(kuò)束以后才能作為照明光源，使用這樣結(jié)構(gòu)的激光背光模組工藝復(fù)雜，體積較大，成本也偏高。也有現(xiàn)行技術(shù)采用截面為多邊形截面的導(dǎo)光材料柱，利用光線在導(dǎo)光材料外部的反射性外殼上的反射在導(dǎo)光材料中傳播，當(dāng)光線遇到導(dǎo)光材料的裸露表面時(shí)，光線通過折射出導(dǎo)光材料，形成線光源。該現(xiàn)有技術(shù)由于需采用外殼，故而增加了體積和成本，同時(shí)光能利用率也不夠高。 根據(jù)上述分析，現(xiàn)有的線光源方案，均存在色域范圍較窄、亮度和均勻度差或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，成本偏高等各種問題。需要一種體積較小，結(jié)構(gòu)更為簡單且成本低廉的光學(xué)裝置可以將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為背光模組所需的線狀光源(或離散點(diǎn)陣式線光源)，為液晶顯示器提供更高質(zhì)量的照明光源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以將點(diǎn)狀光源變換為線光源(或離散點(diǎn)陣式線光源)的導(dǎo)光棒，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中光源出光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝要求高和成本過高等問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種導(dǎo)光棒，其為通過光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體，且包括入射面、反射面和溢出面；所述入射面為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)或兩個(gè)端面，用于使光線沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向射入所述導(dǎo)光棒內(nèi)部；所述反射面為實(shí)心柱狀棒體側(cè)面的可反射光線的外包覆層，用于反射導(dǎo)光棒內(nèi)的光線，使光線在導(dǎo)光棒內(nèi)沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向傳播；
所述溢出面為通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域，用于折射導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，使一部分光通過折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向出光。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn):進(jìn)一步，所述實(shí)心柱狀棒體的截面為圓柱形或多邊形。進(jìn)一步，通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域是連續(xù)形狀或離散形狀。這里，采用連續(xù)破壞方式可以使得導(dǎo)光棒的溢出面具有連續(xù)形狀，可以輸出線光源；采用斷續(xù)破壞方式可以使得導(dǎo)光棒的溢出面具有離散形狀，可以輸出離散點(diǎn)陣式線光源。進(jìn)一步，所述導(dǎo)光棒表面或內(nèi)部具有疏密、大小和/或形狀不相同的若干微結(jié)構(gòu)，或所述導(dǎo)光棒內(nèi)部散布有反光顆粒，且所述微結(jié)構(gòu)和所述反光顆粒均用于保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種采用上述導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置，包括光源、率禹合器和導(dǎo)光棒；所述光源，用于發(fā)出的光線；所述耦合器，用于處理所述光源發(fā)出的光線；所述導(dǎo)光棒，其使經(jīng)所述耦合器處理的光線通過入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒內(nèi)部，再經(jīng)過導(dǎo)光棒的反射面的反復(fù)多次反射在導(dǎo)光棒內(nèi)部沿軸線方向傳播，再在導(dǎo)光棒的溢出面上發(fā)生折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向溢出光。基于上述導(dǎo)光棒的基本原理，本發(fā)明的技術(shù)方案還包括另外一種導(dǎo)光棒，其為通過光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體，且包括入射面、反射面和溢出面；所述入射面為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)端面，用于使光線沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向射入所述導(dǎo)光棒內(nèi)部；所述反射面為實(shí)心柱狀棒體的另一個(gè)端面，用于將光線反射回來，繼續(xù)沿實(shí)心柱狀棒體長度方向傳播；所述溢出面為通過破壞實(shí)心柱狀棒體側(cè)面的外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域，用于折射導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，使一部分光通過折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向出光。進(jìn)一步，所述實(shí)心柱狀棒體的截面為圓柱形或多邊形。進(jìn)一步，通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域是連續(xù)形狀或離散形狀進(jìn)一步，所述導(dǎo)光棒表面或內(nèi)部具有疏密、大小和/或形狀不相同的若干微結(jié)構(gòu)，或所述導(dǎo)光棒內(nèi)部散布有反光顆粒，且所述微結(jié)構(gòu)和所述反光顆粒均用于保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。本發(fā)明的技術(shù)技術(shù)方案也還包括一種采用上面的導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置，包括光源、稱合器和導(dǎo)光棒；所述光源，用于發(fā)出的光線；所述耦合器，用于處理所述光源發(fā)出的光線；所述導(dǎo)光棒，其使經(jīng)所述耦合器處理的光線通過入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒內(nèi)部，再經(jīng)過導(dǎo)光棒的反射面將光線反射回來，繼續(xù)沿實(shí)心柱狀棒體長度方向傳播，再在導(dǎo)光棒的溢出面上發(fā)生折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向溢出光。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用一種體積較小，結(jié)構(gòu)更為簡單且成本低廉的導(dǎo)光棒結(jié)構(gòu)將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為背光模組所需的線狀光源(或離散點(diǎn)陣式線光源)，為液晶顯示器提供更高質(zhì)量的照明光源，來提升背光模組的發(fā)光效率和顯示質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一所述的導(dǎo)光棒的結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二所述的導(dǎo)光棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例三所述的側(cè)出光的線光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:1、入射面，2、反射面,3、溢出面,4、入射光,5、溢出光,6、光源,7、f禹合器,8、導(dǎo)光棒。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所不，實(shí)施例一給出了一種導(dǎo)光棒，包括入射面1，反射面2和溢出面3。A射光4從入射面I進(jìn)入導(dǎo)光棒，并受到反射面2的反射在導(dǎo)光棒內(nèi)部沿導(dǎo)光棒長度方向傳播，當(dāng)光線遇到溢出面3時(shí)會(huì)發(fā)生泄漏溢出導(dǎo)光棒形成側(cè)向溢出光5。其中，導(dǎo)光棒為一用光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體，其中所述入射面I為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)端面，外界光源經(jīng)耦合后，從導(dǎo)光棒入射面I入射，使得入射光4可以沿導(dǎo)光棒長度方向傳輸；所述反射面2為為實(shí)心柱狀棒體外包覆層，用以反射導(dǎo)光棒內(nèi)的光線，使光線在導(dǎo)光棒內(nèi)沿導(dǎo)光棒長度方向傳播；所述溢出面3為實(shí)心柱狀棒體上通過切削或其他加工手段破壞包覆層后形成的區(qū)域，用以導(dǎo)出導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，形成側(cè)向溢出光5。實(shí)施例一中，還可以使導(dǎo)光棒的一個(gè)端面為入射面，另外一個(gè)端面為反射面，從入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒沿導(dǎo)光棒軸線方向傳播至另一端仍未被出射面折射成側(cè)出光的剩余光線反射回來，繼續(xù)沿導(dǎo)光棒軸線方向向入射面?zhèn)鞑?，并進(jìn)一步的被出射面折射成側(cè)出光，以此來提高導(dǎo)光棒的側(cè)出光效率。圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的導(dǎo)光棒的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)就與圖1所示的第一實(shí)施例的不同之處闡述如下:使導(dǎo)光棒的兩個(gè)端面均為入射面，從兩端分別引入多數(shù)光線。實(shí)心柱狀棒體外包覆層的破壞或切削區(qū)域可以為離散形狀，使得導(dǎo)光棒的溢出面為離散的陣列，可以輸出離散點(diǎn)陣式線光源。對于上述兩個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)光棒可以為柱狀、楔狀、錐狀或其它形狀，其截面為圓柱形或多邊形，且其表面或內(nèi)部可具有疏密、大小和/或形狀不相同的若干微結(jié)構(gòu)，且所述微結(jié)構(gòu)可用于保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。另外，也可以在所述導(dǎo)光棒內(nèi)部散布有反光顆粒，來保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。光源發(fā)射的光線通過端面照射或光纖耦合等方式從所述導(dǎo)光棒的一端、兩端或側(cè)面進(jìn)入所述導(dǎo)光棒，在導(dǎo)光棒中傳播，當(dāng)光線碰到導(dǎo)光棒表面或內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)或反光顆粒時(shí)，發(fā)生折射并從導(dǎo)光棒射出，這里利用疏密，大小，形狀不同的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。上述兩個(gè)實(shí)施例中，通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域是連續(xù)形狀或離散形狀。采用連續(xù)破壞方式可以使得導(dǎo)光棒的溢出面具有連續(xù)形狀，可以輸出線光源；采用斷續(xù)破壞方式可以使得導(dǎo)光 棒的溢出面具有離散形狀，可以輸出離散點(diǎn)陣式線光源。
另外，對于上述兩個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)光棒的長度、粗細(xì)、長徑比以及截面形狀不限于圖示中的形狀。在圖3中，基于實(shí)施例一所述的導(dǎo)光棒,實(shí)施例三提出了一種側(cè)出光的線狀光源裝置，包括光源6、耦合器7和導(dǎo)光棒8 ;所述光源6，用于發(fā)出的光線；所述耦合器7，用于處理所述光源發(fā)出的光線；所述導(dǎo)光棒8，其使經(jīng)所述耦合器處理的光線通過入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒內(nèi)部，再經(jīng)過導(dǎo)光棒的反射面將光線反射回來，繼續(xù)沿實(shí)心柱狀棒體長度方向傳播，再在導(dǎo)光棒的溢出面上發(fā)生折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向溢出光。對于上述實(shí)施例，光源，稱合器與導(dǎo)光棒之間的相對位置、連接手段、光導(dǎo)材料也都不局限于圖中所示的結(jié)構(gòu)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替`換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光棒，其特征在于，所述導(dǎo)光棒為通過光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體，且包括入射面、反射面和溢出面； 所述入射面為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)或兩個(gè)端面，用于使光線沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向射入所述導(dǎo)光棒內(nèi)部； 所述反射面為實(shí)心柱狀棒體側(cè)面的可反射光線的外包覆層，用于反射導(dǎo)光棒內(nèi)的光線，使光線在導(dǎo)光棒內(nèi)沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向傳播； 所述溢出面為通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域，用于折射導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，使一部分光通過折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向出光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光棒，其特征在于，所述實(shí)心柱狀棒體的截面為圓柱形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光棒，其特征在于，通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域是連續(xù)形狀或離散形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光棒，其特征在于，所述導(dǎo)光棒表面或內(nèi)部具有疏密、大小和/或形狀不相同的若干微結(jié)構(gòu)，或所述導(dǎo)光棒內(nèi)部散布有反光顆粒，且所述微結(jié)構(gòu)和所述反光顆粒均用于保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。
5.一種采用權(quán)利要求1至4中任一所述的導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置，其特征在于，包括光源、稱合器和導(dǎo)光棒； 所述光源，用于發(fā)出的光線； 所述耦合器，用于處理所述光源發(fā)出的光線； 所述導(dǎo)光棒，其使經(jīng)所述耦合器處理的光線通過入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒內(nèi)部，再經(jīng)過導(dǎo)光棒的反射面的反復(fù)多次反射在導(dǎo)光棒內(nèi)部沿軸線方向傳播，再在導(dǎo)光棒的溢出面上發(fā)生折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向溢出光。
6.—種導(dǎo)光棒,其特征在于,所述導(dǎo)光棒為通過光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體,且包括入射面、反射面和溢出面； 所述入射面為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)端面，用于使光線沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向射入所述導(dǎo)光棒內(nèi)部； 所述反射面為實(shí)心柱狀棒體的另一個(gè)端面，用于將光線反射回來，繼續(xù)沿實(shí)心柱狀棒體長度方向傳播； 所述溢出面為通過破壞實(shí)心柱狀棒體側(cè)面的外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域，用于折射導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，使一部分光通過折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向出光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光棒，其特征在于，所述實(shí)心柱狀棒體的截面為圓柱形或多邊形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光棒，其特征在于，通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域是連續(xù)形狀或離散形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光棒,其特征在于,所述導(dǎo)光棒表面或內(nèi)部具有疏密、大小和/或形狀不相同的若干微結(jié)構(gòu)，或所述導(dǎo)光棒內(nèi)部散布有反光顆粒，且所述微結(jié)構(gòu)和所述反光顆粒均用于保證所述導(dǎo)光棒均勻發(fā)光。
10.一種采用權(quán)利要求6至9中任一所述的導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置，其特征在于，包括光源、稱合器和導(dǎo)光棒；所述光源，用于發(fā)出的光線； 所述耦合器，用于處理所述光源發(fā)出的光線； 所述導(dǎo)光棒，其使經(jīng)所述耦合器處理的光線通過入射面進(jìn)入導(dǎo)光棒內(nèi)部，再經(jīng)過導(dǎo)光棒的反射面將光線反射回來，繼續(xù)沿實(shí)心柱狀棒體長度方向傳播，再在導(dǎo)光棒的溢出面上發(fā)生折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè) 向溢出光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光棒，其為通過光學(xué)材料成形的實(shí)心柱狀棒體，包括入射面、反射面和溢出面；入射面為實(shí)心柱狀棒體的一個(gè)或兩個(gè)端面，用于使光線沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向射入導(dǎo)光棒內(nèi)部；反射面為實(shí)心柱狀棒體側(cè)面的可反射光線的外包覆層，用于反射導(dǎo)光棒內(nèi)的光線，使光線在導(dǎo)光棒內(nèi)沿實(shí)心柱狀棒體的軸線方向傳播；溢出面為通過破壞外包覆層形成的一個(gè)或多個(gè)平面區(qū)域，用于折射導(dǎo)光棒內(nèi)傳播的光線，使一部分光通過折射溢出導(dǎo)光棒，形成側(cè)向出光。本發(fā)明還給出了由該導(dǎo)光棒制作的線狀光源裝置。本發(fā)明的導(dǎo)光棒結(jié)構(gòu)體積較小、成本低廉，其將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為背光模組所需的線狀光源(或離散點(diǎn)陣式線光源)，為液晶顯示器提供更高質(zhì)量的照明光源。
文檔編號(hào)F21S8/00GK103235358SQ20131015368
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者崔碧峰, 韓永剛, 徐暉, 毛珂 申請人:北京牡丹視源電子有限責(zé)任公司