[實用新型]采用微型自然光收集器的顯示設備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820123631.2
• 申請日: 2008-11-11
• 公開（公告）號: CN201285626Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 須清
• 申請（專利權）人: 北京派瑞根科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: G09F9/00
• 分類號: G09F9/00;G02B27/00;G02B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及直接利用自然光作為光源的顯示設備，特別是采用光學元件進行專門設計的微型自然光收集器，將自然光經過匯聚、收集、傳輸等光學過程得到需要的光源，用于顯示設備的顯示部件的背景光源。

背景技術

自然光是自然界最清潔的能源，人們對于自然光的認識和利用也在不斷探索中。目前人們熱衷研究的光伏電池或太陽能電池是將光能轉化為電能儲存起來，主要利用的是自然光的熱紅外光譜區(qū)，將光譜中的熱能進行轉化，對于可見光譜沒有進行轉化。然后利用儲存的電能去驅動電發(fā)光設備提供照明或為其他設備提供電能。單純從自然光—>電能—>發(fā)光照明過程來看，進行照明的這個需求并沒有通過直接利用自然光的可見光，而是利用了自然光的熱紅外光，顯然效率不高。

在很多電子設備的顯示系統(tǒng)也需要光源，如液晶顯示器，其背光光源是液晶顯示器耗電最多的部件，如果能夠將自然光直接引入電子設備作為發(fā)光光源，將極大減少液晶顯示器的耗電量，從而提高電子設備如筆記本電腦、顯示設備等設備的電池使用時間。

在公開號為CN101174027A，公開日期為2008年5月7日的中國專利申請公布說明書公開了一種采用自然光收集器設計方法，并將自然光收集器獲得的光能傳導到電子系統(tǒng)中，作為電子系統(tǒng)的光源，如作為顯示器的背光光源。但該技術方案中，為了提高自然光收集器的收集效果，需要增大自然光收集器的光接收面，同時為了使光線匯聚，需要后準直為平行光線匯聚透鏡與準直透鏡的焦點需要重合，使自然光收集器的寬度與厚度加大，而且其結構形狀不靈活，顯然不適宜以顯示設備設備移動使用的需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的問題是如何解決自然光收集器的尺寸與厚度問題，使其可以應用于顯示設備中，以達到既不增加太多的顯示設備體積，又能節(jié)省顯示設備消耗的能源，提高顯示設備的可用性。

為達到上述目的，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

以自然光作為光源的自然光收集器，是將自然光經過光學匯聚、準直、傳輸過程變成可以控制照射區(qū)域的光。為了使自然光收集器在整體上的適合顯示設備便攜性的需求，采用微型透鏡設計微型自然光收集器，然后將多個微型自然光收集器組合成一個微型自然光收集器陣列，這樣達到在相同光學接收面積下，微型自然光收集器陣列的厚度可以遠遠小于現有技術中的自然光收集器。對于有顯示部件的顯示設備而言，可以將微型自然光收集器陣列嵌入到顯示設備外部結構中除了按鍵和顯示屏的其它區(qū)域，并且可以在多個區(qū)域分別嵌入微型自然光收集器陣列。為了避免人們正常使用中手握顯示設備時不遮蓋微型自然光收集器陣列的自然光接收面，最好是將微型自然光收集器陣列嵌入在顯示設備正面顯示屏的四個邊框區(qū)域內，或者嵌入在顯示設備的顯示屏相應的側面區(qū)域。更進一步，為了避免自然光的紅外部分光線在顯示設備中產生熱效應，最好是在光線進入微型自然光收集器陣列之前由紅外光過濾光學元件過濾掉自然光中的紅外光線。

更進一步的描述如下：

1.一種顯示設備，包括用于顯示信息的顯示部件，其特征是：

在顯示設備外部結構的至少一個區(qū)域內安裝至少一個微型自然光收集器；

將所述微型自然光收集器收集的自然光通過光導傳輸到所述顯示部件中作為所述顯示部件的發(fā)光光源。

2.所述的微型自然光收集器的第一種解決方案是包含至少一個微型自然光收集部件，所述微型自然光收集部件包括：

一個采用微型透鏡匯聚自然光的第一光學元件；

一個采用微型透鏡準直第一光學元件所匯聚的光線的第二光學元件；

一個傳輸第二光學元件所透射光的第三光學元件；通常為光纖或光纜；

所述第一光學元件與第二光學元件并排放置，第三光學元件與第二光學元件光學連接；

所述第一光學元件與第二光學元件的光學軸線重合，光學焦點位置重疊，且第一光學元件的光學面大于第二光學元件的光學面。

多個微型自然光收集部件可以組合排列在一起形成多種形狀的微型自然光收集器，如矩形、圓形、橢圓形等，以適應微型自然光收集器在顯示設備不同位置區(qū)域嵌入時的形狀要求。

3.更進一步是第一種微型自然光收集器的解決方案還包含紅外光過濾第四光學元件，自然光進入所述第一光學元件之前先經過所述第四光學元件過濾掉自然光中的紅外光線。

4.所述的微型自然光收集器的第二種解決方案包含至少一個微型自然光收集部件，所述微型自然光收集部件包括：

由多個微型透鏡制作在一個光學平面板上匯聚自然光的第一光學元件；